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。     

电器噪声对低压电力线通信的干扰及其抑制

低压电力线作为数据通信的媒介时，其信道特性并不理想，特别是家用电器引起的大量噪声对于电力线通信系统的性能影响很大。因此了解电器噪声的规律，对于选择电力线通信调制手段、载波频率等方面都具有现实意义。文章通过对家用电器所产生的干扰与噪声的特性分析，总结了其对低压电力线载波通信的影响，提出了具体的抑制措施。同时指出了在低压电力线载波通信信道分析与编码、调制过程中，运维人员需要注意的一些问题。     

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。     

低压电力线扩谱通信系统及抗干扰性能分析

为了利用低压电力线实现可靠通信,目前主要采用抗干扰能力较强的扩谱通信技术.本文建立了低压电力线扩谱通信系统模型;基于该模型,分析了低压电力线扩谱通信系统的抗干扰能力,并对分析结果进行了通信实验.结果表明,该低压电力线扩谱通信系统具有较强的抗干扰能力.因此,该扩谱通信系统能较好地抑制低压电力线通信信道的干扰,可广泛应用于低压电力线通信.     

低压电力线通信信道噪声特性的测试与分析

低压电力线通信信道的噪声，不是通常信道中的加性高斯白噪声，作者在文中介绍了低压电力线通信信道噪声的测试方法和功率谱估计方法，讨论了噪声的分类、特点和产生原因，重点分析了不同时间、不同地点的噪声分布和特点，对噪声的时变性进行了较为详细的研究。     

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。     

基于时频峰值滤波的电力线通信噪声消除方法

为了克服电力线通信系统(PLC)中存在的大量噪声,改善低信噪比情况下电力线通信系统通信质量,提高电力线通信系统可靠性,引入时频峰值滤波(TFPF)算法作为电力线通信系统的噪声消除技术。时频峰值滤波算法通过频率调制将电力线含噪信号调制成解析信号的瞬时频率,利用解析信号的Wigner-Ville分布的峰值进行瞬时频率估计,从而恢复有效信号。针对电力线通信系统信号的非线性特性,利用加窗的Wigner-Ville分布实现TFPF。实验证明,在低信噪比情况下,该方法可以有效地消除电力线通信系统噪声,降低误码率(BE     

电力线噪声采集回放系统设计与实现

设计一种电力线噪声采集及回放系统,为系统进行电力线上噪声提供依据,依托实时本地存储操作,能长时间采集电力线上噪声,同时本系统提供噪声信号回放功能,能无限次的将噪声信号进行还原操作,用于验证不同电力线通信技术在相同噪声环境下的工作特性。     

低压配电网电力线高频噪声的测量与分析

利用中低压配电网传输数据对配电自动化、楼宇自动化及公用通信领域都具有重要的实际意义。在对实际配电网进行大量的时域、频域测量的基础上，文中重点研究了低压配电网在100 kHz～450 kHz频率范围内的噪声特性。讨论了低压配电网电力线噪声测量方法，噪声分类、特性及产生原因，并给出了24 h的连续观测结果。通过实验，研究了各种噪声对扩频通信传输效果的影响。低压配电网电力线噪声可以分为背景噪声、与工频同步的周期性噪声、突发性噪声、窄频带噪声等。背景噪声在100 kHz～450 kHz范围内的噪声主要为白噪声。该噪声对扩频通信系统的影响最为明显。     

低压电力线通信信道特性研究综述

低压电力线通信的可靠性是影响其普遍应用的最大问题.文章阐述了国内外学者在频率选择、输入阻抗、噪声干扰及信号衰减特性等方面的研究成果.其中,噪声干扰特性对低压电力线通信可靠性影响最大.文章重点介绍了噪声干扰特性分类、特点及建模等方面的研究成果.通过分析各特性现有数学模型,建立精确模型是提高低压电力线通信可靠性的基础,也是今后电力线通信领域发展的重要方向.     

小波基在低压电力线信道有色背景噪声建模中的应用研究

小波马尔科夫链法可用于低压电力线信道中有色背景噪声的建模,但小波基函数的不同会对噪声的建模精度产生较大影响。基于常用的几种小波基函数对同一组有色背景噪声分别开展小波马尔科夫链仿真建模,并计算了建模前后的功率谱密度及其均方根误差。研究结果表明,Daubecies、Biorthogonal和Haar小波基函数中Daubecies小波基函数的建模精度较高,Haar小波基次之,Biorthogonal小波的建模效果较差。在这3种小波基函数中,Daubecies小波可选为有色背景噪声进行小波马尔科夫链建模的最佳小波基函数。     

Research of Noise Characteristics for 10-kV Medium-Voltage Power Lines

This paper presents experimental research on the noise characteristics performed on 10-kV overhead power lines. The frequency range of interest is from 40 kHz to 2 MHz. The results show that: 1) The noise level of the 10-kV power networks depends on the power network structure, configuration, and loads. It is often higher than that of the low-voltage power networks. The noise power spectrum density usually follows the exponential distribution. However, if the power lines cross with the lines of higher voltage class power networks, the distribution is impacted by the noise from the higher voltage power network. 2) In the 10-kV power line, the noise at the power-supply side (head side) is a little higher than that at the receiving end (tail side) whereas the noise distributes uniformly. The system impedance at the busbar absorbs some noise power. 3) The noise level of phase-to-phase coupling is usually lower than or at least not greater than those of the related two single-phase-to-ground coupling, respectively     

发电机失磁保护的原理及整定计算

发电机失磁具有两大特征:发电机电势降低和导致静稳破坏.电势降低通常以系统电压或发电机机端电压降低来判断.静稳破坏的定子判据用静稳临界阻抗;转子判据用有功功率与转子电压的关系,对隐极机静稳临界阻抗是圆,UL-P是直线,对凸极机静稳临界阻抗不是圆,UL-P不是直线.分析了凸极机静稳临界曲线的凹凸性,证明了用圆拟合静稳临界曲线优于直线拟合.为了提高发电机电势降低判据的灵敏度,防止系统振荡造成的误动作,提出了发电机低电势判据.静稳阻抗和低电势阻抗采用正序阻抗,能有效地防止外部短路造成的误动作.在分析推导的过程中,给出了整定计算的公式和方法.     

基于FPGA的电力线信道实时仿真系统与实现

由于低压电力线网络结构的复杂性和时变性是影响电力线可靠性的关键因素,提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)的低压电力线信道特性模型.设计了该模型的实时仿真系统,整个系统由4个模块构成,包括输入端预处理、信道模拟、输出端预处理、噪声模块,并用FPGA控制实现.利用FPGA构建电力线信道实时仿真器,满足系统实时性和设计成本...     

L-C带通滤波器在低压电力线载波通信中的应用

由于低压电力线路存在的高的噪声和干扰，为了提高载波电路的通信性能，设计了一种实用化的L-C带通滤波器，并将其用于低压电力线载波通信电路中，有效地抑制了噪声和干扰，取得了预期的效果。     

低压电力线通信信道的多径效应分析

针对低压电力线信道的多径衰减效应,在分析低压电力线信道噪声、衰减和多径特性的基础上,提出采用分集技术降低通信系统误码率的解决方案,并使用矩阵实验对其模型进行仿真验证。仿真结果表明:最小频移键控的电力通信系统采用分集技术可抵抗多径效应。     

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。     

低压电力线信道的决策估计算法研究

OFDM技术以其多种优势成为低压电力线载波通信的最佳选择,信道估计是OFDM系统的关键问题之一.分析了低压电力线信道特性,针对信道慢时变特性及噪声复杂的特点,提出一种适用于低压电力线通信信道的直接决策估计算法.该算法基于Kolaonen神经网络,改进了神经元学习率的自适应方法,通过竞争机制实时跟踪信道变化,实现信道估计...