智能电网通信系统干扰性能分析及研究

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近年来高斯信道被应用于各个场景中,因此对高斯信道的建模和通信系统的设计以及对通信性能算法的分析已经较为成熟,故设计通信系统信道时,信道干扰一般被设计为高斯干扰,然而在网络干扰等环境下将会产生脉冲干扰,此时用高斯噪声模型替代脉冲干扰模型进行系统建模和理论分析将会引起与实际情况下测得的数据较大偏差。目前在智能电网中存在的干扰一般被模拟为对称Alpha稳定分布(Symmetric alpha-stable,SαS)干扰[1],且由于在智能电网的WAN无线网络中存在瑞利多径情况,但现有的研究却少有给出SαS干扰下关于单载波、多载波调制的性能表达式闭式解。智能电网标准协议中指出在智能电网系统中可以采用基于单载波的多速率多区域FSK(Multi-rate and Multi-regional frequency shift keying,MR-FSK)调制方式和基于多载波的多速率多区域正交频分复用(Multi-rate and Multi-regional OFDM,MR-OFDM)调制方式。众所周知,通信系统中多载波调制方式可以有效抵抗瑞利多径衰落效应,并以此带来性能提升,故在智能电网中SαS干扰下采用MR-OFDM调制方式进行可靠通信成为一项关键技术。本论文在现有有关SαS干扰通信的基础上,针对以上存在的不足对智能电网中WAN网络的通信性能展开了分析,具体而言,论文的主要工作及创新点如下:1)给出并分析SαS信道模型,与高斯噪声信道模型形成有效统一,且通过Monte Carlo仿真进行信道验证。2)给出SαS干扰下采用单载波调制方式的性能分析闭式解算法,该算法与高斯情况下的性能分析形成了统一,且通过Monte Carlo仿真进行算法验证。3)借助单载波在不同调制方式下的性能分析,给出SαS干扰下采用多载波调制的性能分析闭式解算法,且该算法与高斯情况下的性能分析形成了统一,且通过Monte Carlo仿真进行算法验证。4)给出SαS干扰下,采用3)中已推导的多载波调制方式性能表达式,推导出在信号存在整数时间偏移、频偏、和不同的循环前缀(Cyclic Prefix,CP)时的性能表达式闭式解算法,并通过Monte Carlo仿真对算法性能进行验证。5)借助4)中的对整数时间偏移、频偏和循环前缀对通信性能影响的分析,得出在SαS干扰和瑞利多径信道下的性能表达式闭式解算法,并通过Monte Carlo仿真对算法性能进行验证。
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