低壓電力線寬帶通信的自適應(yīng)OFDM調(diào)制研究.pdf

1、低壓電力線寬帶通信具有傳輸速率高、使用方便、建設(shè)成本低等優(yōu)點(diǎn)，但低壓電力線信道噪聲干擾大、時(shí)變性強(qiáng)，信道特性的惡劣制約了其性能和可靠性。隨著現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展和硬件條件的改善，OFDM技術(shù)受到重視并得到了廣泛的應(yīng)用。自適應(yīng)技術(shù)與OFDM也進(jìn)一步融合，已成功應(yīng)用于無(wú)線及有線通信領(lǐng)域。低壓電力線信道特性差，加之電力線通信往高速寬帶方向發(fā)展，自適應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用可以有效地改善OFDM系統(tǒng)的性能，進(jìn)一步提高傳輸效率和信息通過(guò)率。 準(zhǔn)確的

2、信道估計(jì)和高效的自適應(yīng)調(diào)制方案是自適應(yīng)OFDM技術(shù)的兩個(gè)關(guān)鍵。本文首先較為詳細(xì)地分析了低壓電力線信道特性和干擾噪聲特性，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量驗(yàn)證了其衰減特性，給出了低壓電力線信道的等效表示方法。 針對(duì)信道估計(jì)，本文分析了基于訓(xùn)練序列和基于導(dǎo)頻的信道估計(jì)方法，詳細(xì)討論了信道估計(jì)流程。給出了基于導(dǎo)頻的最大似然估計(jì)和最小均方估計(jì)的信道響應(yīng)估計(jì)表達(dá)式，并對(duì)二者的性能及實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度進(jìn)行了分析比較。 自適應(yīng)系統(tǒng)的構(gòu)建和參數(shù)選擇是本文研究的重點(diǎn)

3、，結(jié)合OFDM原理和電力線通信的特點(diǎn)，對(duì)雙工模式、信令傳遞方式、自適應(yīng)結(jié)構(gòu)、幀結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行詳細(xì)的分析后，給出了低壓電力線寬帶通信的自適應(yīng)OFDM系統(tǒng)框圖。 調(diào)制參數(shù)的選擇是自適應(yīng)OFDM調(diào)制的重點(diǎn)。結(jié)合電力線通信的特點(diǎn)，對(duì)固定速率自適應(yīng)和變速率自適應(yīng)進(jìn)行分析后選擇變速率自適應(yīng)作為論文方案。在此基礎(chǔ)上研究了固定門(mén)限法變速率自適應(yīng)調(diào)制以及功率和調(diào)制聯(lián)合優(yōu)化的自適應(yīng)調(diào)制。固定門(mén)限法首先在假設(shè)信道估計(jì)完全準(zhǔn)確的理想情況下，推導(dǎo)出門(mén)限的

4、設(shè)定方法，在此基礎(chǔ)上分析由于信道估計(jì)誤差給自適應(yīng)調(diào)制帶來(lái)的影響，給出實(shí)際情況下切換門(mén)限的設(shè)定方法。功率和調(diào)制方式聯(lián)合優(yōu)化方法采用拉格郎日乘數(shù)法進(jìn)行求極值優(yōu)化，給出了調(diào)制方式和功率分配的最優(yōu)解，利用零比特分配(不傳)排除衰落大的子載波組并重新分配的方法解決了正功率和正比特分配的實(shí)際約束條件，最后使用連續(xù)調(diào)制離散化近似的方法逼近基于連續(xù)調(diào)制優(yōu)化的分配結(jié)果。論文最后對(duì)采用的方案進(jìn)行仿真，比較傳統(tǒng)OFDM調(diào)制和固定門(mén)限自適應(yīng)調(diào)制以及功率和調(diào)制聯(lián)