面向电力线通信的基于Mitchell算法的OFDM同步检测方法

为了提高电力线通信系统中OFDM定时同步的准确度,文章基于低压电力线宽带载波通信互联互通技术规范下的物理层通信协议,提出了一种基于Mitchell算法的电力线载波通信符号定时算法。与理论本地互相关同步算法相比,文章的算法不需要进行乘法运算,易于硬件实现。与简化的单比特量化算法相比,该算法同步检测结果更加准确,峰值旁瓣更小,在低信噪比条件下符号定时更加准确。

一种电力线载波通信发送功率自适应控制系统的设计

阐述应用PLC通信中的一种控制输出功率系统电路实现方案。该方案利用一个ALC控制环路来改变发送端的TX VGA增益,从而实现PA的输出功率自适应调整。该电路可以很好地解决时变电力线负载,PA输出功率变化的问题。通过ALC自动环路,在不同输出负载下,PA输出功率基本保持不变。在重载状况下,能改善PA的线性度,整个PA谐波较小,保证系统EMI的性能,提高PLC通信的质量。

基于直流载波通信的漫游电治疗仪主从式控制系统设计

目的 设计一种基于直流载波通信的主从式控制系统,以满足及解决漫游电治疗仪因采用机头与台车分离式设计带来的通信接口电气隔离要求与控制难题。方法 微控制器根据电力载波通信原理对直流电源加载低频载波后,通过主控制器的精密采样电路对其进行捕获,完成机头控制端对台车控制端工作状态的识别。结果 采用无专用通信线缆的对接口,避免了电气隔离的复杂处理,仅依靠电源的直流载波通信方法实现了漫游电治疗仪机头控制端对台车控制端工作状态的实时检测。结论 本文设计出的基于直流载波通信的主从式控制系统,为采用机头与台车分离式设计带来的控制难题提供了新的技术解决方案。

低压电力线载波通信零线耦合方法研究

针对低压配电台区电力线信道受线路衰减、负载特性等诸多因数影响导致电力线载波通信不稳定的问题,提出一种低压电力线载波通信零线耦合方法。首先,对低压配电台区线路拓扑结构进行分析,阐述低压电力线载波通信零线耦合方法原理,建立电力线载波通信零线耦合的信道模型;然后,采用Matlab软件对电力线载波通信零线耦合的性能进行仿真;最后,结合施工案例对零线耦合模型的准确性及应用效果进行评估。结果表明,在典型5分支重负载线路条件下,零线耦合方法对电力线载波通信信道衰减降低24.9 dB以上;现场施工后对数据抄收成功率提升效果显著,具有安全性高、易施工等诸多优点,可作为低压配电台区电力线载波通信有效的运维手段。

基于核密度的电力线通信网络时延估计

通过测试节点间时延构造网络拓扑是智能电网故障管理和高效运行的有效途径,而家用电器对时延测试的精度造成较大干扰。基于转移参数给出了电力线通信信道的传递函数理论模型,讨论了用电器对信道传递函数的影响;进而对测量得到的含噪声时延数据采用核密度估计法进行统计分析,有效去除了家用电器的干扰。仿真结果表明,合理设置核宽度比,采用核密度估计可使得测量误差降低到1 ns以内。文中研究结果对电力线通信网络性能优化、拓扑构造具有重要的参考价值。

一种通信收发电路的设计及其特性分析

阐述一种低功耗、高ESD性能的通信收发芯片,该芯片遵循的RS-485标准。针对该芯片的特性做出详细介绍,包括该芯片的整体功能、框图和引脚定义以及典型应用。探讨芯片特有的记性判断功能和相关电路设计,给出该芯片的ESD设计思路,包括芯片应用在通信电路的信号设计中,需要考虑的关键技术。

用电信息采集通信单元自动化检测系统设计

各型智能电能表和终端设备上安装的通信单元是实现用电信息传输的载体,使用数量有数亿只,种类繁多,质量参差不齐,其质量直接影响数据传输的可靠性,目前在实验室检测通信单元的效率和自动化程度存在不足。文章提出可灵活扩展的通信单元自动化检测系统方案,通过研究兼容型输送线体、动态视觉检测、多级精准定位对接、模块化检测单元关键技术,实现了检测系统承载容量的灵活扩展,从而适应不同的通信单元类型、场地条件和检测需求,同时有效提高了系统检测效率和稳定性。通过实际条件下的试运行,开展应用效果对比分析,可灵活扩展的通信单元自动化检测系统实现了较高的检测效率和产能,适用于大规模的通信单元检测,具有良好的实用和推广价值。

长距离电力线载波通信数字前端技术

电力线载波通信(PLC)信道不是专门为通信而设计的,因此在PLC信道中通常存在较大的噪声和干扰。通过配置模拟前端(analog front end,AFE)参数可以滤除不同频率的信道噪声和干扰,但这会增加电路设计难度和硬件成本。基于等效复数基带(equivalent complex baseband,ECB)和奈奎斯特加窗技术,提出了一种新的数字前端(digital front end,DFE)结构,接收端加窗技术不仅能够有效地抑制频带外窄带干扰,消除相邻频段PLC系统或无线系统的影响,而且能够降低模拟前端的复杂性,节约设计成本。仿真结果表明:通过奈奎斯特窗,有利于把带内窄带干扰能量集中在较少的子载波上,便于窄带干扰的检测和消除,提高系统的性能。通过现场测试,进一步验证了所提出的数字前端技术的有效性。

Guaranteeing Wireless Communication Reliability via an Extended Hybrid Carrier System

In this paper,we propose an extended hybrid carrier system based on the weighted fractional Fourier transform to ensure the reliability of wireless communication.The proposed scheme improves the dispersion and compensation capabilities of the hybrid carrier system for channel fading through the design of the signal power distribution,which has greatly reduced the probability of high-power distortion of the signal and improved the bit error rate performance as a result.Theoretical analysis has shown the superiority of the extended hybrid carrier system.With a lower cost of computational complexity increment,the proposed scheme obtains a performance improvement without occupying additional time-frequency physical resources.Compared with the existing hybrid carrier scheme,numerical simulation results have shown that the proposed extended hybrid carrier scheme has better anti-fading performance under the doubly-selective channel and improves the reliability of the wireless communication system effectively.

面向MIMO-PLC系统的PC-STBC方案

针对电力线通信信道衰弱强以及噪声干扰大导致系统误码性能差的问题,提出了一种适用于多输入多输出电力线通信系统的极化码级联空时编码的方案。信息源通过高斯构造为极化码,然后把极化码调制为符号与空时编码进行级联。仿真结果表明:在电力线脉冲噪声环境中,多输入多输出电力线通信系统误码率为10-4时,极化码级联空时编码方案相比空时编码方案系统误码性能更好,增益约为7.2 dB,在系统误码率为5×10-4时,极化码级联空时编码方案相比Turbo码级联空时编码方案系统增益约为0.2 dB。减少衰弱路径数和脉冲噪声强度,级联编码方案表现出更好的抗干扰能力,在系统误码率低于10-3时,系统编码增益可多提升0.2~0.5 dB。此外,由于极化码特性,级联编码降低码率、增加码长可以进一步改善系统误码性能。

基于人工蛛网网络的自适应载波侦听多路访问协议

低压电力线通信(Low Voltage Power Line Carrier Communication,LVPLC)的介质访问控制(Medium Access Control,MAC)协议是影响网络吞吐量的重要因素。针对LVPLC精确人工蛛网网络中由于非对称PLC信道影响而导致吞吐量相对较低的问题,改进了已有的p-载波侦听多路访问协议(p-persistent Carrier Sense Multiple Access,p-CSMA),提出了一种自适应载波侦听多路访问(Adaptive Carrier Sense Multiple Access,ACSMA)协议来优化有限负载下的吞吐量。该协议可通过动态调整概率,降低了数据包的冲突概率,优化了电力线信道的传输状态,最大限度地提高了吞吐量。仿真实验结果表明,ACSMA显著提升了多种通信状态下的吞吐量。

非高斯噪声下电力线载波通信压缩感知信道估计方法

传统的基于压缩感知的电力线载波通信信道估计方法,多数在高斯噪声假设下对信道系数进行估计。实际过程中,电力线电磁环境复杂,噪声往往并不服从高斯分布。本文考虑非高斯环境下电力线载波通信信道估计问题,利用高斯混合密度对噪声统计特性进行描述,在此基础上,结合信道系数的稀疏特性对信道系数进行估计。利用数值仿真对本文所提算法的性能进行测试,结果表明,与传统信道估计算法相比,本文所提出的方法具有更好的信道估计性能。

具有格状网的电力线载波通信信道特性的分析

智能配电网除传统的树状拓扑结构外,还将出现环网、格状网等结构。建立具有这些特殊拓扑配电网的电力线信道模型,并进行信道特性影响因素的分析是在智能配电网中应用电力线载波通信技术的必要前提和重要依据。通过基于信息节点的建模方法建立格状网拓扑的信道模型,并仿真分析前后主干长度、格网主干长度、分支长度、分支负载等因素对格网拓扑下信道传输特性的影响规律,重点分析了这些影响因素对信号衰减的影响。通过实验验证了所得结果的正确性和有效性。所提出的分析方法和所得结论为设计智能配电网电力线载波通信的调制方法提供了必要的理论基础和技术手段。

跻身未来的电力线通信 (二)电力线信道分析及模型

为了设计基于电力线通信 ( PLC)的高速可靠通信系统 ,必须了解衰耗、阻抗、噪声等电力线信道特性。文中在实验基础上研究了信道的各方面特性 ,阐述了基于 PLC设计的先决条件 ,建立了反映信道传输主要特性的模型 ,估算了信道容量 。

低压电力线分簇蛛网混合多径盲路由算法及通信协议设计

针对现有电力线组网算法的不足,提出了一种新型的分簇蛛网混合多径盲路由算法,可以满足电力线网络对抗毁性和实时性的要求,解决了链路失效时的频繁网络重构问题。结合通信协议的设计,详细阐述了电力线网络初始化、运行、维护与重构等过程的路由算法。最后通过仿真分析、路由表开销和通信可靠性分析验证了算法和协议设计的有效性和优越性。结果表明,本文提出的分簇蛛网混合算法能够快速有效地实现网络组建和重构;通信协议实现简单有效、开销小、稳定性高,对于提高通信的可靠性具有积极的意义。

基于电力线宽带载波通讯技术的智能家居控制系统的研究

随着网络通信技术的发展,智能家居改变了传统家电的控制模式,使人们可以随时随地通过网络控制联网家电。但目前,智能家居大多需要设置专用的网络,且必须符合家庭网络通信的特点,以避免出现控制死角、控制信号差等问题。本项目研究的基于电网宽带载波通讯技术的智能家居系统设计,可实现智能家居终端即通电即用、无需布线、无死角、信号稳定等优势,解决了目前智能家居网络覆盖面小、网络信号差、网络干扰、网络环境不安全、接线复杂等问题。

电力线载波通信信道特性的影响因素分析

电力线信道模型的建立和信道特性影响因素分析是电力线上实现高速数据传输的理论基础。利用基于信息节点的建模方法建立了电力线载波通信信道传输特性的数学模型,在此基础上分析了信号源到接收源之间主干线长度、分支线路长度、支路负载阻抗和分支数量等因素对信道传输特性的影响规律,重点分析了这些影响因素对信号衰减幅值的影响。分析发现在信号衰减峰处,线路输入阻抗均基本保持为一个固定值。得出的结论为设计电力线载波通信的调制方法提供了必要的基础和依据。

10kV电力线载波通信自动组网算法

为了实现远距离传输,获取更高通信质量,提高通信的可靠性和抗毁性,提出了一种适合10kV电力线载波通信的改进动态路由自动组网算法,其以通信质量最优化理论和非交叠分簇路由算法为基础,并结合相应通信协议实现自动组网的目的。该算法以10kV电力通信网中的主站和子站终端为网络节点,按照通信方式进行逻辑分层,建立初始路由表,并对路由表进行基于通信质量的优化、更新及重构策略设定。在MATLAB环境下对该算法进行了模拟仿真,分析了通信质量和耗时。仿真实验证明,该算法能够实现中压电力线载波通信的自动组网,有效提高网络的可靠性和抗毁性。

DGPS与UWB混合精确无缝定位技术研究

差分全球定位系统(DGPS)是一种精确的定位系统,但在室内或有障碍物的情况下,其定位精度很低甚至不能进行定位。超宽带(UWB)定位系统在室内有很高的定位精度,但受其测量范围的影响,不适合室外定位。将DGPS和UWB结合定位,利用Kalman滤波器对UWB非视距误差(NLOS)进行消除,采用粒子滤波器对不同传感器进行数据融合,并使用GPRS通信模块进行无线数据传输。实验表明:该方法能够使系统整体定位精度提高19%,既能满足室内外无缝定位,又具有很高的定位精度。

基于最小二乘支持向量机和小波神经网络的电力线通信信道噪声建模研究

电力线通信是智能电网中的一种重要通信方式,电网中噪声干扰复杂,建立电力线通信信道噪声模型对于深入研究智能电网中低压电力线通信性能至关重要。针对低压电力线通信信道噪声特性,分别提出基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)模型和小波神经网络模型在电力线信道噪声中的应用。为了验证并比较LS-SVM和小波神经网络模型对时变的低压电力线信道噪声建模的有效性,在室内和室外环境下对低压电力线通信信道的噪声进行测量,基于大量的测量数据,研究两个模型的准确度和效率。结果表明,两个噪声模型能够很好地仿真和适应时变的低压电力线通信信道,LS-SVM模型有更高的精度和更短的仿真时间。此外,提出的两个模型与传统的Markovian-Gaussian模型进行比较,结果表明,两个噪声模型有更高的精度和更低的复杂度,尤其是LS-SVM模型能够代替传统的Markovian-Gaussian模型,更适合用作低压电力线通信信道噪声发生器。该噪声模型的提出对研究在电力线通信系统和无线通信系统中内部和外部电磁源的电磁干扰有重要意义。