宽带电力线通信窄带干扰抑制的研究

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近年来,为了解决信息高速公路“最后一公里”问题,宽带电力线通信(PLC)技术以其覆盖范围广、不用布线、连接方便等优点成为国内外研究的热点。但是,电力线信道自身的特性决定了其存在强烈的多径衰落、大量的窄带干扰(NBI)和脉冲干扰。因此,如何对电力线信道中的干扰进行有效地抑制,是普及宽带PLC接入首要解决的问题。本文以抑制干扰-正交频分复用(IS-OFDM)为技术平台,对宽带PLC系统的NBI抑制方法展开相关的研究。本文的创新工作有两点:(1)提出了IS-OFDM实/复系统通用的解码方法。(2)提出了循环前缀-递推最小二乘(CP-RLS)算法。IS-OFMD通过哈达码正交编码,将传输信号进行功率扩展,·与传统的正交频分复用(OFDM)技术相比,具有抑制NBI的能力。IS-OFDM在离散傅里叶反变换(IFFT)之前对数据采用厄米特共轭对称编码( IFFT之后信号为实信号,因此,它是一种实信道传输技术。在接收端信号解调时,原始的解码方法根据接收信号的共轭对称性,直接取接收信号的前半部分作为解码结果。在实信道系统中,这种解码方法固然是正确的;在复信道系统中,原始的解码方法是显然是不合适的。对此,本文提出了一种复/实系统通用的解码方法,并通过仿真验证了提出解码方法的有效性。虽然IS-OFDM能从一定程度上抑制NBI,但它的抑制NBI能力是有限的。但靠IS-OFDM还不足以满足PLC正常的通信要求。对此, Jun Zhang等人将IS-OFDM与自适应滤波技术相结合,提出了循环前缀-分块最小均方误差(CP-BLMS)算法和线性快速分块最小均方误差(LFBLMS)算法。最小均方误差算法(LMS)和递推最小二乘(RLS)算法是自适应滤波理论中最经典的两类方法。CP-BLMS算法和LFBLMS算法同属于LMS类算法。对此,本文提出了一种RLS类算法,即循环前缀-最小二乘算法(CP-RLS),并将该算法与CP-BLMS算法、LFBLMS算法进行了比较和分析。仿真结果表明,提出的CP-RLS算法在NBI功率较小时,误比特率(BER)性能不如CP-BLMS、LFBLMS算法;但在NBI功率较大时,CP-RLS算法的BER性能与CP-BLMS、LFBLMS算法相比提高了一个数量级,且随着NBI功率进一步增加,其BER性能几乎没有变差,因此,CP-RLS算法更适合信道条件差的电力线系统。
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