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。     

低压电力线载波通信信道特性研究

低压电力线信道特性复杂,严重影响载波通信的质量。为了准确地了解低压电力线信道特性,根据测量数据对500 kHz～30 MHz频段下的低压电力线载波通信信道的阻抗特性、噪声特性和衰减特性进行分析。利用数理统计方法分析不同类型噪声,获得噪声特性参数并建立模型。依照自顶向下的信道建模技术建立了低压电力线多径衰落模型,根据负载线路的谐振特性对模型改进。仿真验证采用威布尔分布描述脉冲噪声频率分布特性是合理的,利用两种方法建立信道模型并与实测数据进行比较分析,结果表明改进后的模型能准确地反映低压电力线信道的特性并提高模型的精确性。     

基于最小二乘支持向量机和小波神经网络的电力线通信信道噪声建模研究

电力线通信是智能电网中的一种重要通信方式,电网中噪声干扰复杂,建立电力线通信信道噪声模型对于深入研究智能电网中低压电力线通信性能至关重要。针对低压电力线通信信道噪声特性,分别提出基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)模型和小波神经网络模型在电力线信道噪声中的应用。为了验证并比较LS-SVM和小波神经网络模型对时变的低压电力线信道噪声建模的有效性,在室内和室外环境下对低压电力线通信信道的噪声进行测量,基于大量的测量数据,研究两个模型的准确度和效率。结果表明,两个噪声模型能够很好地仿真和适应时变的低压电力线通信信道,LS-SVM模型有更高的精度和更短的仿真时间。此外,提出的两个模型与传统的Markovian-Gaussian模型进行比较,结果表明,两个噪声模型有更高的精度和更低的复杂度,尤其是LS-SVM模型能够代替传统的Markovian-Gaussian模型,更适合用作低压电力线通信信道噪声发生器。该噪声模型的提出对研究在电力线通信系统和无线通信系统中内部和外部电磁源的电磁干扰有重要意义。     

基于脉冲群的低压电力线噪声峰式马尔科夫链建模研究*

噪声干扰是影响低压电力线通信可靠性的主要因素之一。针对近年来国内外学者研究的噪声模型的不足,对一类具有自身特色噪声的模型进行了改进,建立了一种基于脉冲群的低压电力线噪声峰式马尔科夫链模型,并进行了仿真验证。仿真结果表明：只要噪声的幅值、宽度、间隔的状态足够多,脉冲群宽度和间隔的阈值设定合理,就可在这类噪声的建模基础上得到与实测噪声误差极小的仿真模型,且时域波形也有极高的相似度,为今后电力线通信信道噪声建模问题提供了切实可行的方案。     

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.     

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。     

一种改进的马尔科夫链及其在电力线通信信道脉冲噪声建模中的应用

脉冲噪声干扰严重影响电力线通信的可靠性。针对电力线通信信道脉冲噪声的幅值特性,提出了一种改进的马尔科夫链（峰式马尔科夫链）,建立了脉冲噪声幅值的传统马尔科夫链模型和峰式马尔科夫链模型。通过比较两种模型,发现峰式马尔科夫链所建立模型保留了更多脉冲噪声幅值特性,与实际模型更相符。利用所建立峰式马尔科夫链模型仿真出电力线脉冲噪声幅值序列,比较两者转移概率矩阵中各概率值,误差很小,说明峰式马尔科夫链非常适合建立电力线通信信道脉冲噪声幅值模型。     

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。     

基于多进制扩频的低压电力线抄表技术的研究

低压电力线通信广泛应用于电力抄表系统中。由于低压电力线信道特性复杂,严重影响载波通信质量,结合相关数据资料对低压电力线信道噪声环境进行了分析。为了提高电力线信道条件下的传输可靠性,提出多进制扩频技术,构造了多进制伪随机序列。设计了多进制扩频的低压电力线抄表方案,并建立了基于该信道特性的电力线扩频通信系统模型。通过对其性能仿真验证,仿真结果表明:该多进制扩频方式有效改善了抄表系统误码率性能,更适合于电力线的抄表作业。     

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。     

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。     

PLC信道噪声建模及噪声发生器的设计

在对低压PLC信道噪声特性进行分析、建模仿真的基础上,由MATLAB／Simulink模型直接生成DSP代码．设计并实现了一种低压电力线噪声发生器。用于模拟电力线上几类主要的噪声,将其作为电力线通信系统中独立、可控的噪声源,为电力线通信系统调制解调技术及纠错编码的研究提供可控制的实验环境。实验证明该发生器输出的噪声可满足电力线通信系统设计的需要。     

电力线信道系统噪声的建模方法研究

电缆系统存在信道环境恶劣、噪声特性复杂的问题,对系统的正常通信及故障检测造成较大的干扰。在对典型电力线噪声进行分类并分析其不同特性的基础上,针对电力线中常发生的电弧故障,提出基于分数阶滤波器的电弧噪声建模方法,以及基于数据驱动的电弧噪声模型参数确定方法,与典型电力线噪声相结合,建立更加完善、准确的电力线信道系统噪声模型。通过仿真和实验结果验证了模型的准确性,为后续开展电力线故障诊断技术的深入研究提供参考。     

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。     

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。     

Characterization and modeling of in-building power lines for high-speed data transmission

This paper analyzes the characteristics of power lines in Singapore residential network in order to develop a channel model suitable to simulate its behavior for high-speed data transmission. The channel model, which describes the transfer function and noise characteristics of typical in-building power line channels in a frequency band from 1 to 10 MHz, is developed and tested through software simulation and hardware implementation. The transfer function is described by an echo model and the noise spectrum is derived statistically from measurements on actual power lines. Some measurement results on power line impedance, noise and attenuation are presented. The results are based on measurements between line and neutral conductors in a 230-V power line network. From the results obtained so far, the impedance, noise and attenuation of power lines exhibit variations with frequency, time and location.     

Corona noise on a 400 kV overhead power line: Measurements and computer modeling

The paper presents experimental research into the corona noise performed on a 400 kV overhead power line with a horizontal disposition of conductors. The high-voltage power line in its role of a communication channel is a source of different noises, characterizing an important feature of this communication media. The main objective was measuring and modeling the corona noise. Measurements of the power spectrum density and relative corona noise within a power frequency period are presented for different weather conditions. The algorithm for measuring variations in the corona noise level is described on the basis of noise samples. The maximum peaks exceed the root-mean square noise level by 7.95 dB in foul weather conditions and by 2.9 dB in fair weather conditions. An appropriate computer model of the corona noise compliant with the measurement results is proposed.     

基于小波的多载波调制技术的电力线通信仿真

为了更有效地利用电力线进行载波通信,在建立了电力线信道噪声模型及衰减模型的基础上,选取不同支集长度的小波基函数,采用复数全小波包多载波调制方法对电力线信道模型的数据通信进行了仿真,分析了选择不同的小波基函数对仿真结果的影响。仿真结果表明,基于小波的多载波技术要比现行的基于傅里叶变换的多载波技术更加适合载波通信,同时,选取不同支集长度的小波基函数会对通信误码率产生影响。