本文選題：多輸入多輸出電力線通信系統(tǒng) + 實(shí)格基約簡(jiǎn)��； 參考：《安徽工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：近年來(lái),隨著智能電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大,為保證電力傳輸?shù)陌踩院涂煽啃?電網(wǎng)調(diào)度需要嚴(yán)格監(jiān)控發(fā)電、輸電和配電環(huán)節(jié),電力線載波通信應(yīng)運(yùn)而生。其中,多輸入多輸出電力線通信(MIMO-PLC,Multi-Input Multi-Output Power Line Communication)系統(tǒng)在不增加帶寬的情況下能夠提高系統(tǒng)頻譜效率和傳輸速率。然而,由于該系統(tǒng)在信號(hào)傳輸時(shí)存在嚴(yán)重的干擾,探究行之有效的信號(hào)檢測(cè)算法來(lái)恢復(fù)發(fā)送信號(hào)就成為需要克服的難題。雖然最大似然檢測(cè)的檢測(cè)性能最優(yōu),但其計(jì)算復(fù)雜度較高,不利于實(shí)現(xiàn)快速解碼。為此,本文圍繞MIMO-PLC中復(fù)雜度較低的次優(yōu)信號(hào)檢測(cè)算法展開(kāi)研究,并結(jié)合仿真分析這些算法的檢測(cè)性能。首先,本文針對(duì)MIMO-PLC系統(tǒng)詳細(xì)闡述信道1的衰落特性和噪聲特性,并簡(jiǎn)要概述了次優(yōu)信號(hào)檢測(cè)算法中的迫零檢測(cè)(ZF,Zero Forcing)和最小均方誤差(MMSE,Minimum Mean Square Error)檢測(cè),并提出了拓展的MMSE檢測(cè)算法,為后續(xù)章節(jié)中探索融合MMSE準(zhǔn)則的基于格基約簡(jiǎn)的信號(hào)檢測(cè)算法奠定基礎(chǔ)。其次,根據(jù)格基約簡(jiǎn)可以使信道矩陣中的基向量盡可能短且?guī)缀跽?從而改善信道傳輸特性這一優(yōu)點(diǎn),本文提出了 MIMO-PLC系統(tǒng)中基于Householder變換的LLL-LR QR-ZF檢測(cè)算法。該算法通過(guò)基于Householder變換對(duì)信道傳遞矩陣中基向量進(jìn)行正交化;其次根據(jù)LLL約束條件對(duì)信道矩陣進(jìn)行約簡(jiǎn)實(shí)現(xiàn)基向量的盡可能短且?guī)缀跽�。隨后根據(jù)QR分解誘導(dǎo)的充分統(tǒng)計(jì)量,借助連續(xù)干擾抵消(SIC, Successive Interference Cancellation)法形成發(fā)送信號(hào)的估計(jì)值�；贖ouseholder變換的LLL算法根據(jù)上三角矩陣R構(gòu)造整數(shù)變換矩陣,對(duì)矩陣中的每個(gè)列向量逐一做變換處理,不會(huì)受到其它向量的影響,因此相比于LLL約簡(jiǎn)具有更高的穩(wěn)定性。仿真結(jié)果表明,基于Householder變換的LLL-LR QR-ZF檢測(cè)算法的誤碼率確實(shí)低于ZF檢測(cè)算法。隨后,針對(duì)環(huán)境的多徑使得MIMO信道成為頻率選擇性衰落信道的問(wèn)題,本文提出了多輸入多輸出正交頻分復(fù)用(OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing)PLC 系統(tǒng)中基于分組 LLL 格基約簡(jiǎn)(S-LLL-LR,Segment-LLL-Lattice Reduction)的最小均方誤差的串行干擾消除(MMSE-SIC,Minimum Mean Square Error-Successive Interference Cancellation)信號(hào)檢測(cè)算法。該算法首先將信道傳遞矩陣均勻分割成一定數(shù)目的子矩陣塊;其次,根據(jù)LLL約束和籍此誘導(dǎo)的相鄰塊間交換條件,快速完成長(zhǎng)度約簡(jiǎn)和交換約簡(jiǎn),從而使格基向量大致正交長(zhǎng)度最短。最后,基于MMSE準(zhǔn)則構(gòu)建的QR分解和連續(xù)干擾抵消法得到發(fā)送信號(hào)的近似全局估計(jì)值。仿真結(jié)果表明,基于S-LLL格基約簡(jiǎn)的MMSE-SIC信號(hào)檢測(cè)算法的誤碼率低于基于Householder變換的LLL-LR QR-ZF檢測(cè)算法。最后,本文為了進(jìn)一步優(yōu)化約簡(jiǎn)性能,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)排序,并進(jìn)一步降低系統(tǒng)的誤碼率,本文提出了MIMO-OFDMPLC系統(tǒng)中基于復(fù)KZ格基約簡(jiǎn)(CKZ-LR,Complex Korkine Zolotareff-Lattice Reduction)的最小均方誤差的后排序QR分解(MMSE-PSQRD,Minimum Mean Square Error-Post Sorted QR Decomposition)信號(hào)檢測(cè)算法。該算法首先利用約簡(jiǎn)因子為3/4的復(fù)LLL算法和枚舉算法迭代地使信道傳遞矩陣的基向量逐步正交、長(zhǎng)度變短。隨后,通過(guò)不斷地交換按照MMSE準(zhǔn)則誘導(dǎo)的酉矩陣Q的分塊矩陣的行和列的順序,迭代地基于最小范數(shù)準(zhǔn)則實(shí)現(xiàn)最優(yōu)排序,進(jìn)而得到發(fā)送信號(hào)的近似最優(yōu)全局估計(jì)值。對(duì)信道傳遞矩陣進(jìn)行CKZ約簡(jiǎn)能夠產(chǎn)生比LLL約簡(jiǎn)更加正交化的格基,同時(shí)在搜索最短矢量過(guò)程中,通過(guò)調(diào)用枚舉算法能夠減少迭代的次數(shù),提高計(jì)算效率。仿真結(jié)果表明,基于CKZ-LR的MMSE-PSQRD信號(hào)檢測(cè)算法的誤碼率低于基于分組LLL-LR的MMSE-SIC信號(hào)檢測(cè)算法。
[Abstract]:In recent years , with the expansion of the scale of the smart grid , to ensure the safety and reliability of the power transmission , the power grid dispatching needs to strictly monitor the power generation , the transmission and distribution links , the power line carrier communication needs to be overcome . In this paper , the MIMO - PLC ( Multi - Input Multi - Output Power Line Communication ) system can improve the spectrum efficiency and transmission rate of the system . In this paper , the minimum mean square error ( MMSE - SIC , Minimum Mean Square Error - Post Sorted QR Decomposition ) signal detection algorithm based on packet LLL - LR , Segment - LLL - Lattice Reduction in Orthogonal Frequency Division Multiplexing ( PLC ) system is proposed .

【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN919.3;TN913.6

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本文編號(hào)：1770901