基于 PLC 信道相关性的分集合并技术研究

研究电力线信道(power line channel,PLC)相关性对提高电力线通信系统的性能具有重要意义.基于电力线信道的多输入多输出(multiple input muliple output,MIMO)模型和信道本身的物理特性,可知电力线载波通信系统中信道间存在一定的相关性.详细分析了电力线信道单输入多输出(single input multiple output,SIMO)系统中子信道之间相关性及计算方式,同时也分析了电力线单输入多输出系统在分集合并技术下,采用二进制相移键控(binary phase shift keying,BPSK)调制方式时的最大比合并和等增益合并的系统误码率,比较了2种分集合并技术在不同的信道相关性下的误码率.通过仿真得出,相关性会影响分集合并的误码率,进而影响系统的性能.     

移动衰落信道中的自适应OFDM调制

在宽带移动OFDM(正交频分复用)系统中,不同的子信道经受不同的信道衰落,具有不同的传输能力。若采用固定速率调制方案,信道容量和发送功率未能获得充分应用。自适应调制技术能充分利用信道容量和信号功率,满足不同传输速率和服务质量的要求。研究了一种适用于宽带移动OFDM系统的自适应算法。在平均发送功率不变条件下,算法根据子信道的衰落特性,自适应地分配子信道中数据比特,选择不同的信号星座和发送功率,使得系统的功率和频谱效率达到最佳。首先推导了在平均发送功率受限条件下,瑞利衰落信道中最大频谱效率;其次,分析了在给定误比特率(BER)条件下,采用连续功率、连续星座MQAM(多进制正交幅度调制信号)调制的最大功率频谱效率,在此基础上提出适用于实际系统的离散功率、离散星座MQAM调制算法;最后进一步优化系统的功率密度谱。计算机模拟表明:该算法能明显地提高移动OFDM系统的频谱效率。     

应用动态解耦技术的ICPT系统输出功率调节方法

针对感应耦合电能传输系统输出功率实时和动态的调节问题,提出了一种基于动态解耦技术的新型功率调节方法。在无线电能传输系统的副边整流电路中加入2个全控型开关管,通过控制整流电路两侧开关管的导通与关断,即调节2个开关管的占空比使得负载侧与谐振网络的动态解耦,实现对谐振网络输出电压的不连续调节,进而达到调节输出功率大小的目的。通过对比调频、调幅、移相以及能量注入控制4种常用功率调节方法的工作原理和特征,该方法在快速性、复杂度、体积、成本等方面都具有其他调节方式不可比拟的优势。最后,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性和方案的可行性。     

重叠编码放大转发协作通信系统研究

为进一步提升协作通信系统的频谱效率,将重叠编码复用技术引入协作通信,设计了采用重叠编码的放大转发（ampli-fy-and-forward,AF）系统,并采用复数域的Viterbi解码算法对其进行译码。在平坦Rayleigh衰落信道下的仿真表明,通过改变不同的编码复用系数,新系统仅使用二阶调制就能使频谱效率高于1（b/s）/Hz。此外,在相同频谱效率下,较传统高阶调制AF协作通信系统,新系统的误比特率（bit error rate,BER）性能有显著提升,如当BER等于10-3时,新系统的每比特能量与噪声功率谱密度之比（Eb/N0）将减少6～7 dB。     

一种多输入多输出系统下基于最小发射功率的自适应算法

针对多输入多输出(MIMO)系统提出了一种新的自适应调制算法.传统的自适应调制方法以容量最大化为目标,在发射功率一定的条件下,为空间子信道分配比特和功率.实际的通信系统一般要求传输速率和误码率一定,提出的算法就以最小化发射功率为目标,在发射端自适应根据MIMO系统各个空间子信道的增益来分配传输比特、发射功率,最终获得好的频谱效率,并在满足通信系统要求的前提下,降低发射功率.仿真结果表明,提出的方法可以用低的发射功率达到用户传输速率和误码率要求.     

电力线通信与可见光通信融合的多输入多输出系统性能研究

提出了一种电力线通信(PLC)-可见光通信(VLC)融合的多输入多输出(MIMO)系统.采用二进制相移键控(BPSK)调制技术输入信号,依次通过PLC信道和VLC信道传输信息.仿真结果表明:相比于PLC的第二种参考信道,第一种参考信道的性能更好,且在无脉冲噪声的情况下,系统的误码率较低.此外,还研究了脉冲噪声参数对系统性能的影响.     

新型MU-FM-DCSK保密通信系统

针对差分混沌键控系统传输率低、保密性不强等缺陷,提出了一种新型MU-FM-DCSK保密通信系统.该方案中,多个用户发送的信息信号分别乘以不同的调整参数后再由调频混沌信号调制.接收端使用相关解调,通过判决相关器输出的不同电平,解调出每个用户发送的信息信号,系统保密性得到明显增强,传输率大大提升.分析及仿真结果表明,系统的误码率在信噪比增加到一定程度时,明显低于现有的多用户混沌键控保密通信系统.     

基于多速率传输方案的IS-95 CDMA系统的性能分析

在未来的个人通信中,要求语音、图像、数据的同时传输,数据速率为20～9×106bit/t,CDMA是实现多速率最主要的多址接入技术.对基于可变处理增益的CDMA方案,分析了不同速率发射功率的控制,信道调制,多址干扰环境下的信噪比和误码率.在SPW上对多种速率,多个用户的同时传输的误码率特性进行了仿真.     

基于CSMA/CA的电力载波通信及在照明系统应用

分布式结构作为常用的远程通信架构,其通过多个独立的局部控制子系统将回路的数据进行集中获取、集中管理和集中控制.电力线作为连接子系统间的通信介质,传输数据时接受和发送方共用同一信道,导致终端并发数据相互干扰而使数据错乱.通过引入CSMA/CA机制,提出了一种解决数据并发错乱的电力载波通信技术,提高了通信的稳定性和可靠性.分析了基于CSMA/CA的电力载波通信技术,建立了在并发条件下电力线上多终端正确发送数据所需时间即延迟时间的计算模型,并运用蒙特卡洛法仿真求出延迟时间的数学期望.在工程实验中验证了这种技术的可行性,对影响延迟时间的因素进行灵敏度分析,结果可以为智能照明系统设计提供理论与实践依据.     

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。     

基于电力线载波通信的水库水位遥测系统

用电力线载波通信技术设计了水库水位遥测系统.系统载波通信采用FSK调制方式,由监控工业计算机、主站和子站3部分组成,主站可以单独运行,也可由监控IPC控制.介绍了系统的构成、通信协议及软硬件设计方法.系统提高了水库水位测量与管理的自动化水平.其通信方案也可用于其它场合的数据远程采集.     

基于低速率语音的自适应联合编码调制方案

为了在时变衰落的高误码率无线信道上进行实时可靠语音通信,提出了一种基于低速率语音的自适应联合信源信道编码与调制传输方案。该方案根据对合成语音质量影响程度不同自适应地将语音参数划分为不同重要性级别,配合采用不同效率的速率匹配的删余卷积码(rate compatible punctured code,RCPC)进行保护,在正交频分复用(orthogonal frequency division modulation,OFDM)系统的不同子信道上进行传输。各参数均根据当前信道的噪声水平跟踪动态调整,子信道的瞬时噪声根据RCPC译码前后序列符号改变情况进行估计。仿真结果表明:在Nakagami-m时变衰落信道下,该自适应联合编码调制方案可以很好地适应信道地时变衰落特性,在恶劣的信道条件下提供良好的合成语音质量,相对传统分离传输方案,误码率降低20%-30%,语音合成质量明显提高。     

基于低速率语音的自适应联合编码调制方案

为了在时变衰落的高误码率无线信道上进行实时可靠语音通信,提出一种基于低速率语音的自适应联合信源信道编码与调制传输方案。该方案根据对合成语音质量影响程度不同自适应地将语音参数划分为不同重要性级别,配合采用不同效率的速率匹配的删余卷积码(rate compatiblepunctured code,RCPC)进行保护,在正交频分复用(orthogonal frequency division modulation,OFDM)系统的不同子信道上进行传输。各参数均根据当前信道的噪声水平跟踪动态调整,子信道的瞬时噪声根据RCPC译码前后序列符号改变情况进行估计。仿真结果表明:在Nakagami-m时变衰落信道下,该自适应联合编码调制方案可以很好地适应信道地时变衰落特性,在恶劣的信道条件下提供良好的合成语音质量,相对传统分离传输方案,误码率降低20%~30%,语音合成质量明显提高。     

大容量变换器的光纤CAN通信总线定时方案

为了使大容量电力电子变换器在恶劣的电磁环境中高速、可靠地传输大量信息,结合光纤和控制器局部网(CAN)技术,应用于通信系统。基于CAN的总线定时和同步机制,结合光纤传输,总线波特率1 M b/s和网络节点控制器不对称等特点,分析了该通信系统的总线定时要求,设计了可靠的总线定时方案。为验证定时方案的稳定性,对该通信系统进行了误码率实验。实验结果表明:该通信系统在此定时方案下运行时波特率较低,该定时方案具有一定的实用价值。     

利用电力线载波和GSM实现电力线智能故障检测

介绍了利用低压电力线载波通信和GSM网络相结合的方式,实现电力线智能故障检测系统.载波通信通过扩频调制解调电路来实现,选用电力载波芯片PL3105,并采用GSM的短消息业务实现数据远传.说明了系统结构和工作原理,并给出电路原理图以及软硬件设计方案.     

Two-Way Digital Video Transmission over Medium-Voltage Power-Lines Using Time-Domain Synchronous Orthogonal Frequency Division Multiplexing Technology

This paper describes field trials of two-way digital video transmissions over a 700-m long medium-voltage power cable using a frequency division duplex scheme. The purpose is to check the feasibility of using time-domain synchronous orthogonal frequency division multiplexing (TDS-OFDM) technology in powerline communication (PLC). TDS-OFDM is the core technology in digital multimedia broadcasting-terrestrial (DMB-T), developed by Tsinghua University for digital television terrestrial multimedia broadcast applications and successfully adopted in the Chinese Digital Terrestrial Television Broadcasting Standard. PLC systems are widely believed to be bandwidth or data throughput limited. However, the use of known pseudo random sequences as guard intervals for synchronization and channel estimation in TDS-OFDM greatly reduces the system overhead and increases the spectrum efficiency. These experiments show that TDS-OFDM is appropriate not only for broadcasting but also for PLC applications with appropriate modifications.     

等衰落轨道角动量索引调制系统的信道容量性能分析

射频轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)提供了一种可以在同一载波频率物理信道上复用一组正交模式以提高信道容量的方法。现有研究大多专注于信道容量提升,对系统复杂度的研究相对较少。在基于均匀圆形阵列(uniform circular array,UCA)的OAM通信系统中,发射机需要完成大量调制运算以生成OAM信号。于是,提出了一种等衰落轨道角动量索引调制(equal fading orbital angular momentum index modulation,EOAM-IM)方案,其中,IM有效降低了OAM调制运算复杂度,且等衰落发射机也保证了不同模式OAM子信道传输增益。此外,还详细推导了所提EOAM-IM方案的系统信道容量。仿真结果表明,所提EOAM-IM方案能以更低的调制复杂度获得比传统OAM方案更高的信道容量。     

混沌保密通信的研究

采用自行设计的由ＯＴＡ和Ｏｐａｍｐ实现的压—流混合型保密通信电路,从计算机仿真和实验两个方面进行了模拟信号的振幅隐蔽调制—解调、扩频调制—解调以及数字信号参数调制—解调的研究．     

基于OPC技术的Simulink在线实时过程控制系统

MATLAB的Simulink是控制算法设计的有力工具,但是通常局限于离线仿真控制研究,难以和实时对象结合起来。WinCC+PLC是典型的实时控制系统,把Simulink用于实时控制具有控制系统研究的直接现实意义。本文介绍了基于OPC技术实现WinCC与Simulink之间的实时通讯的实现方案,并直接调用"OPC Read/Write"功能,在Simulink中搭建控制算法实现对水箱液位的实时控制。     

井下低压电力线多载波通信系统的小波基选择

在简要分析我国煤矿配电网的基本结构的基础上,提出基于小波变换的通信系统,该系统采用小波基取代传统的正交频分复用中的余弦函数基的多载波调制技术.通过对6种典型小波基分析比较,结合井下低压电力线的应用条件,给出OFDM通信系统中小波基的选择原则,指出正交性在OFDM系统中具有重要作用.