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。     

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.     

利用马尔可夫链建模PLC系统中的信道噪声

分析了PLC信道的特点,提出了利用马尔可夫模型对低压电力线通信信道建模。同时讨论了适用于马尔可夫模型参数估算的Baum_Welch算法,提出了消除其上、下溢问题的一种改进方法。在应用Baum_Welch算法对提出的马尔可夫模型进行参数估计和仿真后,文章还对电力线通信系统的2种典型应用环境实测了4种典型调制方式下信道的无误串分布,分析了4种典型调制方式下低压电力线通信信道的特性,所得到的结论与其他研究者的结论相一致,验证了文章提出的观点以及方法理论是切实可行的,其符合实际低压电力线通信信道情况。     

基于AIMM SRCKF的机动目标跟踪算法

为了解决交互式多模型(interacting multiple model,IMM)算法在目标机动时模型切换速度迟缓的问题,给出了一种Markov概率转移矩阵在线修正的自适应IMM(adaptive IMM,AIMM)算法,利用IMM子模型中连续两个时刻之间的概率差来调整Markov概率转移矩阵,以提高子模型的切换速度...     

跻身未来的电力线通信:(三)PLC的基础调制及其改进

针对电力线通信(PLC)信道的特点，对多种基本数字调制技术提出了改进方案。其中：对频移键控采取频点的自适应调整、陷波等措施，并给出了“软猫”设计方案；对正交幅度调制提出了采用格状编码调制技术(TCM)的改进措施，并进行了相关理论分析，以克服PLC信道的噪声与衰减等不利因素，以及协调频带利用率与误码率之间的矛盾。     

跻身未来的电力线通信:(二)电力线信道分析及模型

为了设计基于电力线通信（PLC）的高速可靠通信系统，必须了解衰耗、阻抗、噪声等电力线信道特性。文中在实验基础上研究了信道的各方面特性，阐述了基于PLC设计的先决条件，建立了反映信道传输主要特性的模型，估算了信道容量，提出了噪声处理手段和信道改造方案。     

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.     

跻身未来的电力线通信:(二)电力线信道分析及模型

为了设计基于电力线通信（PLC）的高速可靠通信系统，必须了解衰耗、阻抗、噪声等电力线信道特性，文中在实验基础上研究了信道的各方面特性，阐述了基于PLC设计的先决条件，建立了反映信道传输主要特性的模型，估算了信道容量，提出了噪声处理手段和信道改造方案。     

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.     

马尔可夫跳变系统的蒙特卡罗仿真

针对跳变系统理论研究中缺少有效的仿真方法,提出了一种适用于跳变系统的蒙特卡罗法.跳变系统蒙特卡罗仿真的关键是马尔可夫链的仿真实现,研究了两种生成马尔可夫链的方法,即利用MATLAB函数randsrc和基于unifrnd函数产生均匀分布的随机数,提出了根据转移概率矩阵P对随机数设置不同的阈值来形成马尔可夫链的算法.根据仿真的结果对转移概率进行了验证,该方法概念清晰,简单易行,可用于切换系统等一般随机系统的研究.     

Solutions for the “Silent Node” Problem in an Automatic Meter Reading System Using Power-Line Communications

This paper presents two algorithms, namely clustered simple polling and neighbor relay polling, for solving the typical "silent node" problem in automatic meter reading (AMR) systems using power-line communications (PLC)-access networks. These schemes are tested through computer simulations to be both effective and efficient in overcoming the "silent node" problem in AMR systems. The construction of the PLC-access network model in this paper is based on the actual structure of the PLC-access networks of Singapore public residential buildings. Also, a two-state transition Markov model is used to simulate a meter unit with such a "silent node" problem in a PLC network. The processing time model is established on a meter topology of three-level clustering. By using these models for our computer simulations, the performance of our proposed schemes can be evaluated in terms of reliability and efficiency.     

Modeling and forecasting electricity prices with input/output hidden Markov models

In competitive electricity markets, in addition to the uncertainty of exogenous variables such as energy demand, water inflows, and availability of generation units and fuel costs, participants are faced with the uncertainty of their competitors' behavior. The analysis of electricity price time series reflects a switching nature, related to discrete changes in competitors' strategies, which can be represented by a set of dynamic models sequenced together by a Markov chain. An input-output hidden Markov model (IOHMM) is proposed for analyzing and forecasting electricity spot prices. The model provides both good predictions in terms of accuracy as well as dynamic information about the market. In this way, different market states are identified and characterized by their more relevant explanatory variables. Moreover, a conditional probability transition matrix governs the probabilities of remaining in the same state, or changing to another, whenever a new market session is opened. The model has been successfully applied to real clearing prices in the Spanish electricity market.     

低压电力线通信网络性能的博弈分析及优化

低压电力线载波通信介质访问控制接入协议是影响网络饱和性能(带宽利用率、接入时延)的重要因素之一。针对低压电力线通信信道非对称性及噪声干扰严重影响饱和性能的问题,提出了一种适用于低压电力线载波通信荷载受限的改进型自适应p-坚持载波侦听多路访问博弈优化方法。节点采用隐马尔可夫模型对当前信道竞争的博弈节点进行动态估计;根据博弈结果自适应调整收发端的纳什均衡,控制节点发送数据包行为,降低数据包冲突概率,保证信道处于最佳传输状态,获取最佳饱和性能。仿真结果验证了所述方法的有效性。     

A loosely synchronous-coded OFDM system for power-line communications in home networks

High-speed data communication is critical for home networks to support the increasing needs of online multimedia entertainment. Power-line communication (PLC) presents a 'no new wires' solution for home networks. However, power line is a troublesome and noisy platform for home networks. And the traditional approach with PLC is interference-limited and has a small bandwidth. In this paper we propose a new scheme of orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) to provide better noise-limited PLC networks. This schema is based on loosely synchronous (LS) codes with very nice correlations. Construction criteria of LS codes used in the proposed system are provided and discussed. The capacity properties and spectral efficiency of LS coded OFDM systems over PLC channels are also studied in this paper. We show that the proposed LS coded OFDM can efficiently achieve the diversity provided by power line channels. Such a schema can be employed in PLC to increase data throughput, system capacity and spectral efficiency in home networks.     

Propagation Characteristics of kHz Band PLC Signal on MV–LV Distribution System

The kHz band power line communication (PLC) is one of the convincing mediums of the communication system for smart meter reading. Data transmission between medium‐voltage (MV) and low‐voltage (LV) points to pass the transformer by PLC is interested. In this paper, the PLC signal propagation characteristics between points of MV at substation and LV at customer are calculated and analyzed. The results show that direct communication between points on MV distribution line and most LV customers is impossible due to large propagation losses at MV–LV transformer and on LV distribution line.     

基于支路追加法的配电网混联线路电力线载波通信信道建模

提出了一种基于支路追加法的中压配电网混联线路的电力线载波通信信道建模方法。根据配电网拓扑结构,利用支路追加法,逐一追加网络各条支路,列写该支路的伏安特性独立方程和基尔霍夫定律电流方程,生成一组具有唯一解的网络矩阵方程。通过该矩阵方程中各未知变量的比值关系,求解信号的传输函数,分析信道的传输特性。当配电网网络结构发生改变时,只需在原代数矩阵方程基础上,增减矩阵中的相关行与列即可得修改后的新矩阵方程。该建模方法原理清晰,运算量小,适用于树形网络、手拉手网络及环网等各种拓扑结构。仿真及实验测试验证了所提方法的正确性。     

电力线载波通信的自动路由方法研究

电力线载波通信可靠性是制约其广泛应用最重要的一个因素。该文从通信可靠性的角度,论述了电力线载波通信组网的特点和方法,分析了自动组网的必要性,提出适用于低压配电网电力线载波通信的类蚁群算法(like-antcolonyalgorithm),给出自动路由协议框架,并建立了自动路由模型。通过该模型,可以动态识别低压配电网信道质量,并根据信道质量变化,动态维护电力线载波通信网络路由,保证通信网络的有效性,为建立控制类网络提供一种简单有效的组网方法。仿真和试验研究表明,该方法可以有效延长电力载波通信距离和提供系统通信的可靠性。     

马尔科夫链在电力负荷组合预测中的应用

针对单一模型都有其特定的适用范围和条件,文中提出了一种基于马尔科夫链拟合的非负时变权重组合预测算法.该算法通过马尔科夫链对筛选出模型的状态概率分布变化规律进行拟合,将一步转移概率矩阵的估计问题转化为多元约束自回归模型,然后利用一步转移概率矩阵的估计和初始状态概率分布来确定组合权重.实例表明,该方法计算量小、精确度高、具...