【摘要】：智能電網(wǎng)具有應(yīng)用場(chǎng)景復(fù)雜、業(yè)務(wù)需求多樣、傳輸可靠性要求高等特點(diǎn),電力線(xiàn)載波通信(Power Line Communication,PLC)與無(wú)線(xiàn)通信單獨(dú)采用任何一種通信方式都不能完全滿(mǎn)足智能電網(wǎng)的通信需求。PLC與無(wú)線(xiàn)技術(shù)融合的異構(gòu)多信道可以實(shí)現(xiàn)二者的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),消除通信盲點(diǎn),擴(kuò)大通信覆蓋范圍,滿(mǎn)足智能電網(wǎng)對(duì)高性能、高可靠通信的迫切需求,是智能電網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展方向。因此,如何實(shí)現(xiàn)將電力線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)進(jìn)行融合、如何建立電力線(xiàn)信道與無(wú)線(xiàn)信道的多信道模型、以及如何提升異構(gòu)多信道的分集增益是本課題的研究意義所在。論文以PLC與無(wú)線(xiàn)融合為導(dǎo)向,針對(duì)室外低壓用電信息采集本地通信系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景,通過(guò)應(yīng)用多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)的分集合并技術(shù)、正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技術(shù)、中繼技術(shù)等提出了兩種PLC與無(wú)線(xiàn)的融合方式。本文的研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新總結(jié)如下:1、調(diào)研相關(guān)文獻(xiàn),分別針對(duì)電力線(xiàn)信道特性、電力線(xiàn)信道噪聲,無(wú)線(xiàn)信道特性、無(wú)線(xiàn)信道噪聲進(jìn)行歸納總結(jié),重點(diǎn)研究了電力線(xiàn)的脈沖噪聲并進(jìn)行了建模仿真,研究了室外無(wú)線(xiàn)環(huán)境下的高斯混合噪聲模型并進(jìn)行了建模仿真。2、建立了電力線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)并行傳輸模型(Hybrid Powerline Wireless Model,HPWM),通過(guò)應(yīng)用OFDM調(diào)制方式,在PLC與無(wú)線(xiàn)兩個(gè)鏈路上同時(shí)發(fā)送相同的OFDM符號(hào),在接收端進(jìn)行分集接收。針對(duì)PLC與無(wú)線(xiàn)信道噪聲的非對(duì)稱(chēng)性,研究對(duì)比了不同的分集合并方式。根據(jù)是否可以預(yù)知電力線(xiàn)噪聲參數(shù),將分集合并方式分成噪聲參數(shù)可預(yù)知的PLC與無(wú)線(xiàn)合并技術(shù)及噪聲參數(shù)不可預(yù)知PLC與無(wú)線(xiàn)合并技術(shù)。噪聲參數(shù)可預(yù)知的PLC與無(wú)線(xiàn)合并技術(shù)將電力線(xiàn)信道噪聲建立為米爾頓A類(lèi)(Middleton class-A)噪聲,將無(wú)線(xiàn)信道噪聲建立為高斯噪聲,分析了在確定信道下最佳合并(optinmum combining,OC)、飽和度量合并(saturated metric combining,SMC)、最大比合并(maximal ratio Combining,MRC)三種分集合并方式在BPSK調(diào)制下的對(duì)數(shù)似然比(log-likehood ration,LLR)與誤碼率,通過(guò)仿真建模,對(duì)比分析了三者的性能差異。針對(duì)噪聲參數(shù)不可預(yù)知分集合并方式,將P LC信道噪聲建立為高斯循環(huán)平穩(wěn)噪聲模型,將無(wú)線(xiàn)噪聲建模為混合高斯(Gaussian mixture,GM)模型,分析了平均信噪比合并(Average SNR Combining,ASC)、瞬時(shí)信噪比合并(Instantaneous SNR Combining,ISC)、功率譜密度合并(PSD Combining,PSDC)三種分集合并方式的LLR,推導(dǎo)了PSDC合并方式的誤碼率,通過(guò)仿真對(duì)比了ASC、ISC、PSDC三者的誤碼率。仿真表明PSDC的性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于ASC,雖然與理想的ISC仍有一定差距,但是PSDC技術(shù)實(shí)現(xiàn)了性能與復(fù)雜度兩者之間的折衷。3、提出了電力線(xiàn)載波與無(wú)線(xiàn)混合多信道中繼模型(Hybrid Multiple Relay Model,HMRM),針對(duì)此中繼模型提出了基于自適應(yīng)中繼選擇的電力線(xiàn)載波與無(wú)線(xiàn)多信道協(xié)作通信方式。電力線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)雙模節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式根據(jù)自適應(yīng)中繼算法選擇中繼節(jié)點(diǎn)與中繼模式,中繼節(jié)點(diǎn)間形成的多路PLC信道實(shí)現(xiàn)虛擬MIMO的協(xié)作通信。將PLC的衰減模型建立為多徑損耗模型、將PLC的脈沖噪聲建立為米爾頓A類(lèi)(Middleton Class-A,MCA)脈沖噪聲模型、將無(wú)線(xiàn)信道的噪聲建立為高斯白噪聲。在此基礎(chǔ)之上分析了系統(tǒng)在不同自適應(yīng)中繼選擇參數(shù)的中斷概率、誤碼率。仿真結(jié)果表明,基于自適應(yīng)中繼選擇的電力線(xiàn)載波與無(wú)線(xiàn)多信道協(xié)作通信方式可以有效地提高系統(tǒng)的可靠性,并且適用于長(zhǎng)距離傳輸。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TN913.6;TN92

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本文編號(hào)：2703336