【摘要】：電力線通信技術(shù)是智能電網(wǎng)領(lǐng)域的核心技術(shù)之一。由于電力線鋪設(shè)到千家萬(wàn)戶，接入方便，不需要重新鋪設(shè)線路，在寬帶接入、遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表、智能家庭網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域受到極大關(guān)注。電力線通信技術(shù)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(yīng)等影響，，需要使用抗干擾技術(shù)來克服這些影響，因此正交頻分復(fù)用技術(shù)被廣泛應(yīng)用在電力線通信。將OFDM與自適應(yīng)資源分配技術(shù)相結(jié)合，可以有效改善信道的頻率選擇性衰落對(duì)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(wù)質(zhì)量。 本文重點(diǎn)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(zhǔn)則，對(duì)多用戶OFDM系統(tǒng)的資源分配問題，采用分步法進(jìn)行資源分配。第一步進(jìn)行子載波的分配，包括能夠?yàn)槊總�(gè)用戶分配的子載波數(shù)，及每個(gè)用戶能使用哪些子載波。第二步進(jìn)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(jì)算復(fù)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(chǔ)上，提出了一種改進(jìn)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(quán)的用戶，使總發(fā)射功率最小。該方案降低了計(jì)算復(fù)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(duì)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(jìn)粒子群算法。在粒子群算法的更新過程中，對(duì)粒子位置引入遺傳算法的交叉操作，同時(shí)對(duì)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(duì)改進(jìn)粒子群算法進(jìn)行了理論分析和仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明應(yīng)用改進(jìn)粒子群算法進(jìn)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(duì)于電力線通信的網(wǎng)速問題，要因各個(gè)廠家的電力線通信設(shè)備而異。來自不同廠家的 PLC 設(shè)備有所不同，西班牙 DS2 的產(chǎn)品所能達(dá)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(dá)到的最大速率僅為4.5Mbps 。當(dāng)前經(jīng)過中國(guó)相關(guān)部門測(cè)試的 PLC 芯片生產(chǎn)商主要有瑞士的ASCOM、韓國(guó)的 XeLine 以及西班牙的 DS2 等公司。目前對(duì) 14M 帶寬的電力線上網(wǎng)設(shè)備的技術(shù)研究已經(jīng)很純熟，當(dāng)前國(guó)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(shì)，因此中國(guó)許多本土廠商也積極的推動(dòng)著 PLC 的快速發(fā)展。深圳市國(guó)電科技通信有限公司已研制出了一系列的支持 HomePlugV1.0 標(biāo)準(zhǔn)的電力線通信產(chǎn)品，能達(dá)到 14Mbps、45Mbps 速率。

傳輸數(shù)據(jù)的速率要求與相應(yīng)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(dòng)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(gè)用戶的比特?cái)?shù)據(jù)按照信道狀況的好壞依次分配到各個(gè)子信道上。對(duì)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(shí)動(dòng)態(tài)比特分配和動(dòng)態(tài)功率分配具有緊密聯(lián)系。分配到較多的比特?cái)?shù)的子載波，信道狀態(tài)也較好，為了達(dá)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(yīng)技術(shù)的電力線 OFDM 系統(tǒng)模型如 2-8 圖所示。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN915.853

【引證文獻(xiàn)】

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

本文編號(hào)：2582328