【摘要】：電力線通信技術是智能電網(wǎng)領域的核心技術之一。由于電力線鋪設到千家萬戶，接入方便，不需要重新鋪設線路，在寬帶接入、遠程自動抄表、智能家庭網(wǎng)絡等領域受到極大關注。電力線通信技術盡管有較好的發(fā)展前景，但由于信道條件的限制，受信道噪聲和多徑效應等影響，，需要使用抗干擾技術來克服這些影響，因此正交頻分復用技術被廣泛應用在電力線通信。將OFDM與自適應資源分配技術相結(jié)合，可以有效改善信道的頻率選擇性衰落對高速電力線通信的影響，有效提高系統(tǒng)的頻帶利用率和服務質(zhì)量。 本文重點研究了電力線通信系統(tǒng)中的資源分配問題，包括子載波、比特和功率分配。依據(jù)功率最小化準則，對多用戶OFDM系統(tǒng)的資源分配問題，采用分步法進行資源分配。第一步進行子載波的分配，包括能夠為每個用戶分配的子載波數(shù)，及每個用戶能使用哪些子載波。第二步進行比特和功率的分配。 為了解決子載波分配過程中存在子載波分配沖突和計算復雜度高的問題，本文在研究rate-craving greedy算法和amplitude-craving greedy算法的基礎上，提出了一種改進的子載波分配方案，采用迭代分配的方法，將子載波分配給具有最高優(yōu)先權的用戶，使總發(fā)射功率最小。該方案降低了計算復雜度，減小了系統(tǒng)所需的發(fā)射功率，提高了頻帶利用率。針對傳統(tǒng)粒子群算法在功率分配問題中存在收斂速度慢，容易陷入局部最優(yōu)的問題，提出了改進粒子群算法。在粒子群算法的更新過程中，對粒子位置引入遺傳算法的交叉操作，同時對速度小于閾值的粒子引入遺傳算法的變異操作。這樣通過交叉增加了粒子的多樣性，加快收斂速度，通過變異操作可以跳出局部最優(yōu)解，提高了全局尋優(yōu)能力。最后對改進粒子群算法進行了理論分析和仿真驗證。仿真結(jié)果表明應用改進粒子群算法進行資源分配，可以有效解決早熟收斂問題，提高系統(tǒng)的信噪比特性，降低發(fā)射功率。
【圖文】：

- 5 -圖 1-1 電力線上網(wǎng)示意圖Fig. 1-1 Diagram of power line communication對于電力線通信的網(wǎng)速問題，要因各個廠家的電力線通信設備而異。來自不同廠家的 PLC 設備有所不同，西班牙 DS2 的產(chǎn)品所能達到的最大速率為45Mbps ，如福建電科院、華旗資訊等其他一些廠家的產(chǎn)品的最大速率為14Mbps，而瑞士 ASCOM 公司生產(chǎn)的 PLC 產(chǎn)品所能達到的最大速率僅為4.5Mbps 。當前經(jīng)過中國相關部門測試的 PLC 芯片生產(chǎn)商主要有瑞士的ASCOM、韓國的 XeLine 以及西班牙的 DS2 等公司。目前對 14M 帶寬的電力線上網(wǎng)設備的技術研究已經(jīng)很純熟，當前國際上主流高速 PLC 芯片及產(chǎn)品如表 1-2 所示。由于 PLC 有著非常明顯的優(yōu)勢，因此中國許多本土廠商也積極的推動著 PLC 的快速發(fā)展。深圳市國電科技通信有限公司已研制出了一系列的支持 HomePlugV1.0 標準的電力線通信產(chǎn)品，能達到 14Mbps、45Mbps 速率。

傳輸數(shù)據(jù)的速率要求與相應的信道狀況。以此哪些子載波能為該用戶使用和用戶能夠分配到的子載波數(shù)。動態(tài)比特分配一般是在確定了子載波數(shù)目和子載波分配已經(jīng)完成的情況下，將各個用戶的比特數(shù)據(jù)按照信道狀況的好壞依次分配到各個子信道上。對于質(zhì)量較優(yōu)的信道，就分配較多的比特。信道狀況較差的子載波將被分配少量的比特甚至不被分配比特。同時動態(tài)比特分配和動態(tài)功率分配具有緊密聯(lián)系。分配到較多的比特數(shù)的子載波，信道狀態(tài)也較好，為了達到一定信噪比，需要被分配的發(fā)送功率也較多。2.4 OFDM-PLC 系統(tǒng)模型基于自適應技術的電力線 OFDM 系統(tǒng)模型如 2-8 圖所示。
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN915.853

【引證文獻】

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1 丁斌;;自適應OFDM技術中次最優(yōu)功率分配算法的實現(xiàn)[J];電腦知識與技術;2015年12期

本文編號：2582328