恶劣环境下的电力线通信噪声建模研究

在电力线通信过程中,电力线噪声是影响电力线通信性能的主要因素。该文依据电力线噪声特性,将其分为:背景噪声和脉冲噪声。对工业现场采集的电力噪声数据进行了分析,在频域建立了背景噪声功率谱密度模型,在时域根据噪声的时间特性建立了伯努利脉冲噪声模型,通过对伯努利脉冲噪声模型的改进,得到了单个脉冲噪声持续时间较长的特殊脉冲噪声模型。结果表明,仿真模型能很好地逼近实际电力线噪声情况。     

脉冲噪声单脉冲分析及建模

脉冲噪声是影响电力线通信的主要因素,在脉冲宽度范围内它不仅具有突发性,且具有一定的包络特性。而现有模型往往忽略了该包络特性,针对该问题,提出一种新的建模方法。该方法基于包络特性在频域上表现为多线段特性,使用马尔科夫链(Markov chain,MC)建立频域极值点序列的统计模型,然后使用该模型对脉冲噪声频域实部和虚部进行拟合,再采用快速傅里叶逆变换(inverse fast Fourier transform,IFFT)产生在时域上具备该包络特性的单脉冲波形。仿真结果表明,提出方法所构造的单脉冲波形不仅在统计规律上与真实噪声相同,而且在其突发性基础上展现良好的包络特性。     

MIMO PLC系统中脉冲噪声消除方法

电力线通信(power line communication, PLC)中,脉冲噪声严重影响通信的可靠性,如何有效消除脉冲噪声对系统的影响是目前电力线通信急需解决的问题。提出一种在多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)PLC系统中脉冲噪声消除方法,在时域通过设置最优阈值对高幅度脉冲噪声进行置零。在频域通过迭代法结合空频分组码(space frequency block code, SFBC)消除低幅度脉冲噪声,该步骤是先进行硬判决检测,利用空频分组码空间和频域的分集增益,检测出可靠性更高的符号;用频域的接收信号减去重构的经过信道的信号来重构出剩余的脉冲噪声;在时域减去剩余的脉冲噪声,1次迭代过程完成。经过1次迭代后已经消除部分脉冲噪声,多次迭代则系统性能将明显提升。仿真结果表明,该算法相比传统的脉冲噪声消除算法性能提升了1.46 dB,使脉冲噪声对系统性能的影响明显减小。     

FMT与OFDM系统在电力线信道下的性能研究

为了寻找适用于电力线载波通信（power line communications, PLC）系统的新调制解调方式,在电力线信道下对滤波多音调制（filtered multitone modulation, FMT）与正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing, OFDM）系统进行了性能比较。仿真结果表明,在给定的信道模型下,FMT系统在对抗频域脉冲噪声和窄带干扰方面优于OFDM系统,但在时域脉冲噪声下,性能比OFDM系统差。     

数字高斯白噪声的频域和时域特性分析

分析了数字高斯白噪声在频域的频谱特性和在时间域的统计特性,提出在数字处理速度一定时,随着输出噪声频域带宽的增加,输出噪声的时间统计特性不再符合高斯分布.通过增加滤波器阶数可以提高噪声的时间统计特性,但是将增加输出噪声的带内波动.通过计算机仿真验证了上述的理论分析,并给出了频域和时域特性都满足相应要求的带宽范围实验值.     

一种适用于低压电力线通信信道的背景噪声建模方法

构建电力线通信信道噪声干扰模型对于深入研究低压电力线载波通信性能至关重要.结合低压电力线信道的噪声特性,构建了基于背景噪声的自回归(auto-regressive,AR)模型,对比分析自相关、Burg和修正协方差3种模型参数求取方法,并进行仿真验证分析结果.理论分析与实际仿真结果表明,在电力线背景噪声的AR模型中,修正协方差法所求结果较其他2种方法更适合电力线背景噪声建模,为研究电力线载波抗干扰提供理论基础.     

正交频分复用系统中脉冲成型信道估计算法

提出一种脉冲成型的信道估计算法,该算法将频域的信道信息转换为时域信道信息,通过多径信息和理论推导的脉冲信号就町以合成几乎没有失真的信道时域特性,并能消除大部分的噪声干扰,然后将信道的时域特性变换到频域,得到信道的频域特性.理论分析和仿真结果表明:该算法有良好的抗噪声性能和低的误码平层,同时对系统的定时精度不敏感.     

电力线载波通信的信道特性及信道模拟器的研究

电力线的恶劣的信道特性给电力线载波通信芯片的设计带来了许多难题。本文分析了电力线信道特性,提出了一种电力线信道模拟器的设计方案,本模拟器使用基于FPGA的数字信号处理技术以及一些可编程的重配置手段,有效的模拟出电力线信道的频率选择性、时变、受有色背景噪声和冲激噪声影响等特性,能给电力线载波通信芯片的设计带来很大的便利。     

滤波白噪声路面时域模拟方法与悬架性能仿真

为合理模拟路面时域模型,通过路面不平度空间功率谱密度分析路面频域模型,并由路面频域模型推导路面时域模型的滤波白噪声数值模拟方法.提出了采用滤波白噪声方法模拟路面时域模型时,改变仿真车速的同时需调整白噪声采样频率使之与车速相配.通过分析生成的路面时域模型的空间功率谱密度,验证了路面时域模型的准确性.比较只改变车速和所提出的改变车速并调整相应白噪声采样频率模拟的路面时域模型的高度历程、频谱和空间功率谱密度,得到了后者模拟方法更符合标准等级路面的结论.并通过仿真,分析比较了某1/4车辆悬架模型在不同方法生成的路面时域模型输入下的系统响应精确性,体现了所提方法的重要性.     

分布式光伏电站监测系统中电力噪声分析

在低压电力线信道中传输电信号时,会受到电力噪声干扰,从而影响分布式光伏电站监测系统的可靠性.为了解决该问题,提出了一种基于FPGA的提高分布式光伏电站监控系统可靠性方案.电力线噪声分布与时间、地点及负载等密切相关,各噪声间相互独立.根据对低压信道噪声中时域和频域的数据进行分析,这里把电力线上的噪声中的背景噪声和脉冲噪声进行建模.在电信号传输时,为防止电力噪声干扰电信号,通过一个IIR数字滤波器将瞬间的干扰噪声进行滤除,再进行数据传输.结果表明:干扰噪声被抑制,光伏电站监控系统可靠性得到提高,且保证了监控信号基本特征.