基于稀疏贝叶斯学习算法的电力线通信脉冲噪声抑制方法

电力线通信脉冲噪声干扰是影响通信系统性能的主要因素之一。文中针对电力线中的脉冲噪声,采用基于稀疏贝叶斯学习算法的抗脉冲方法,将电力线信道中空子载波包含的信息用于脉冲噪声估计,通过基于正交频分复用(OFDM)的宽带电力线载波通信系统,在实际室内电压电网中,验证了算法的可行性。     

基于OFDM低压电力线噪声抑制算法研究

针对基于压缩感知处理电力线脉冲噪声过程中依赖稀疏度特性和脉冲噪声特征等问题,提出一种改进的稀疏度自适应正交匹配追踪(OMP)算法进行脉冲噪声抑制.该方法从空载子波上获取噪声数据作为观测向量,在噪声预处理过程中获得脉冲噪声的时间序列和自适应稀疏度,最后采用改进的OMP算法对脉冲噪声进行重构,将接收的信号减去重构的脉冲噪声便可得到信息数据.仿真结果表明,改进的稀疏度自适应OMP算法的性能更好;与普通的稀疏度自适应匹配追踪(SAMP)算法相比,在数据载波较少时,误码率更低,耗费时间更短,重构效率更高.     

OFDM技术在中压电力线通信中的性能分析

中压电力线信道可以用于高速数据传输业务。文章结合实测数据,分析了中压电力线信道复杂的噪声环境和多径衰落特性。为了提高这种特殊信道条件下的传输效果,选择了编码正交频分多路复用技术(COFDM)作为调制方案。分析了编码方案和交织深度的选取对系统抗突发噪声性能的影响;提出利用子载波位置调整法和子载波功率调整法,以削弱窄带噪声对系统的干扰;通过仿真证明了此系统方案能显著降低中压电力线在传输过程中的误码率。     

含周期性脉冲噪声的低压电力线噪声建模研究

传统峰式马尔科夫链模型不能应用于含有周期性脉冲噪声的电力线噪声建模中,所以提出了一种新型低压电力线噪声建模方法,该方法将电力线噪声分为脉冲群内噪声和脉冲群外噪声2类.脉冲群内噪声使用峰式马尔科夫链建模,脉冲群外噪声使用传统马尔科夫链建模.仿真结果表明,新型电力线噪声模型所构造出的电力线噪声不仅在统计规律上与真实噪声相同,而且在时域波形上也有极高的相似度.     

电力线OFDM的压缩感知均衡消噪方法

电力线载波通信（PLC, Power Line Communication）技术被广泛地应用在电力数据采集系统中,大部分采用正交频分复用（OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术,而电力线中的异步脉冲噪声和周期脉冲噪声对OFDM电力线系统的性能影响很大,特别是对系统的可靠性影响最大,造成系统的误比特率上升。针对此问题,利用OFDM信号的时域稀疏性,在接收端对发送信号进行消除脉冲噪声处理,减小接收端计算量,提高系统的可靠性。通过仿真结果可以表明,所提的均衡方案有效消除了脉冲噪声的影响,同时降低了误码率。     

宽带电力线载波MIMO系统干扰消除预编码方法

随着电力线载波通信在电力系统中的广泛应用,宽带多输入多输出系统会有共信道干扰,此干扰是除了异步脉冲噪声和周期脉冲外影响电力线载波宽带MIMO系统最大的因素。针对此问题,利用多输入多输出信道的状态信息,在发送端采用块对角化的方法消除信道间的干扰,从而提高宽带电力线载波系统的容量,同时降低了系统的误比特率。通过仿真结果和分析可以表明,所提的块对角化的预编码方法有效地消除了共信道干扰,提高了信干噪比,从而提高了系统的最大互信息并降低了系统的误比特性能。     

实验室环境下的智能电表载波模块通信测试

随着智能电网的建设,智能电表在国内居民用户大批量推广并已开始全面挂网运行,而作为智能电表最主要的通信模块之一的低压电力线载波模块的通信性能将直接影响使用效果。本文在实验室内模拟居民用户用电情况搭建了一个低压电力线载波测试环境,采集了6种居民用户常用的用电设备电力线噪声,并在此环境下对国内6种载波模块进行了通信成功率测试,得到了载波信号在线路衰减和用电设备噪声干扰情况下的通信数据。通过测试有助于深入了解低压电力线载波通信的特点以及为现场通信方案的选择实施与故障分析提供了参考依据。     

750 kV输变电示范工程电力线载波电路的设计和应用

介绍国内第一条750 kV电力线载波(PLC)电路设计及其在西北电网中的应用。根据《电力线载波通信设计技术规程》和《单边带电力线载波系统设计导则》,在充分利用750 kV线路已有成果和国外设计经验的基础上,创新性地研究了在西北高海拔重覆冰等恶劣自然环境下建设750 kV PLC电路的设计方案,涉及750 kV线路噪声电平取值、载波通道耦合方式及保护信号传送方式的选择、载波通道信噪比计算、载波设备配置和主要技术参数定位等方面的技术难题。该条载波线路已于2005年顺利开通运行。此方案为今后750 kV以及其他电压等级的电力线载波电路的设计积累了经验。     

基于System Generator的宽带电力线脉冲噪声实现方法

随机脉冲噪声是影响用电信息采集系统中宽带电力线载波(BPLC)通信的关键因素。目前的评估测试技术中缺乏标准化的宽带电力线噪声建模和实现方法。研究了经典的Middleton Class-A脉冲噪声模型,分析了二项分布逼近泊松分布的条件,从伯努利实验模型出发,依据Middleton Class-A模型的脉冲指数设定满周期线性同余法生成伪随机序列的阈值,通过判定阈值以获取特定强度的泊松序列。该序列在加权因子部分进行数值运算,得到特定状态的噪声方差,利用乘法器与高斯白噪声序列相乘。所提Class-A脉冲噪声的System Generator模块化设计方法能够实现快速的算法验证,通过对比现场可编程门阵列(FPGA)输出与理论随机脉冲噪声的统计特性,证明了该实现方法的有效性与准确性。     

一种多带时频扩展OFDM电力线通信系统

针对电力线信道特性和噪声特性以及现有技术在鲁棒性和可靠性方面的不足,提出了一种适用于电力线环境的多带时频扩展OFDM（Multi-Band Time-Frequency Spreading OFDM,MB-TFS-OFDM）系统。该系统利用时频二维扩频技术来抵抗电力线信道的时变性和脉冲噪声,引入多带技术来克制脉冲噪声和窄带噪声,采用OFDM技术以抵抗符号间干扰、满足对速率的需求。与OFDM系统相比,MB-TFS-OFDM以牺牲G（扩频因子）倍的速率,获得10log(G) dB的增益;通过频带自适应选择和多     

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。     

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.     

基于Tri-training-SSAE半监督学习算法的电力系统暂态稳定评估

基于机器学习的暂态稳定评估方法主要采用监督学习方法,为了解决监督学习方法所需的有标签样本难以获取的问题,提出基于三体训练-稀疏堆叠自动编码器(Tri-training-SSAE)半监督学习算法的电力系统暂态稳定评估方法。构建基于堆叠稀疏自动编码器的暂态稳定评估模型;在传统的三体训练过程中加入伪标签样本置信度判断,以减小噪声数据对模型训练的影响;以堆叠稀疏自动编码器为基分类器构建三体训练-稀疏堆叠自动编码器模型,利用大量的无标签样本提高模型的泛化能力。通过IEEE 39节点系统与华东某省级电网进行分析验证,结果表明,所提方法在有标签样本数较少时具有更高的评估准确度。     

Rapid prototyping of MIMO‐OFDM based on parity bit selected and permutation spreading

In this paper, a novel MIMO‐OFDM transmission scheme is developed to effectively enable multi‐access by joint code design across multiple antennas, subcarriers, OFDM frames, and users. It achieves better spectrum efficiency while improving bit error rate performance. The proposed scheme uses either parity bit selected or permutation techniques to assign spreading codes at the transmitter side. As a result, the detection at the receiver is greatly improved because of the fact that identifying the spreading code(s) directly yields the transmitted data symbols. The paper also investigates the field‐programmable gate array implementation of the proposed algorithms; optimization techniques are proposed to reduce area, power, and time. These techniques include a pipelined architecture for inverse FFT/FFT blocks, an efficient low complexity algorithm for despreading based on counters and comparators and an optimized architecture for complex matrix inversion using Gauss–Jordan elimination (GJ‐elimination). Finally, the fixed‐point optimized field‐programmable gate array architecture for MIMO‐OFDM transceiver is developed, where the maximum allowed performance loss because of quantization is defined, the tradeoffs between BER performance and area reduction are investigated. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

适用于宽带电力线通信的LDPC码译码算法的研究

用A类噪声模型模拟电力线信道中的脉冲噪声环境,采用LDPC码来抑制A类噪声信道（AWAN）中的窄带脉冲噪声。针对A类噪声信道的特性,将信道初始信息的对数似然比（LLR）公式进行适当修改,完成对原有Log-BP译码算法的改造。通过蒙特卡罗仿真与原有的Log-BP译码算法的译码性能进行比较分析,结果表明,在对A类噪声模型的参数Γ和A取值合理的情况下,在AWAN信道上改造后的Log-BP译码算法的误码率性能提高近11dB。     

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。     

Indirect current control of active filter for harmonic elimination with novel observer-based noise reduction scheme

Active power filters have been developed recently to solve the harmonics disturbance problems on power system networks. The direct current control scheme is generally used to control the harmonic compensating current directly for current source active power filters. To improve the characteristics of harmonic elimination, the voltage regulation scheme is proposed which regulates the filter capacitor voltage at the input side. Hence the voltage regulation scheme is an indirect current control technique for making sinusoidal line current. To implement this proposed scheme, the electronic differentiator should be used. By using the conventional differentiator, high frequency noise is generated in the controller. This deteriorates both the accuracy and reliability of the controller. To reduce this noise, a novel observer-based noise reduction scheme is proposed for our active filter system. The observer-based algorithm and characteristics of indirect current-controlled active filters are investigated through simulations and experiments.     

基于稀疏自动编码器深度神经网络的电能质量扰动分类方法

针对智能电网日益突出的电能质量扰动问题,提出了一种基于稀疏自动编码器(SAE)深度神经网络的电能质量扰动分类方法。利用SAE对电能质量扰动原始数据进行无监督特征学习,自动提取数据特征的稀疏特征表达;通过堆栈式稀疏自动编码器(SSAE)进行逐层学习,获得电能质量扰动数据的深层次特征;将其连接到softmax分类器进行微调训练,并输出电能质量扰动事件分类结果。利用已添加高斯白噪声的数据对SSAE进行训练,以提高其特征表达的抗噪声能力。仿真结果表明,所提方法能够准确地识别包含2种复合扰动在内的9种电能质量扰动信号,并且具有很好的鲁棒性。     

一种PWM整流器直接功率控制方法

PWM整流器的直接功率控制方法因具有简单实用、抗干扰能力强、良好的动态性能、可以实现有功无功的解耦控制的特性而被广泛应用。基于传统的V-DPC(voltage direct power control)和VF-DPC(virtual flux direct power control)控制方案，提出了一种新的控制方案。新控制方案减轻了电网电压不理想条件下(电网电压畸变或不平衡)产生的影响。PWM调制器应用保证了恒定的开关频率。增加电网电压传感器使得利用低分辨率ADC转换器实现控制策略成为可能。通过引入电网电压的不平衡补偿模块和重构模块，改善了系统在电网电压不平衡或畸变条件下的性能。实验结果证实了这种方法的有效性。