本文關(guān)鍵詞：壓縮感知信道估計(jì)與小波信號檢測方法的研究

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【摘要】：隨著我國電網(wǎng)智能化程度越來越高,越來越多的具有通信功能的用電信息采集終端在電網(wǎng)中使用,對低壓電力線載波通信的要求越來越高;同時用電負(fù)荷終端產(chǎn)生大量諧波,使得電參量的檢測越來越困難。對于用電信息采集終端通信的要求,隨著OFDM技術(shù)應(yīng)用到ILV-PLC, LV-PLC傳輸速率得到了大幅度提高,因此,研究OFDM信道估計(jì)問題成為智能電網(wǎng)發(fā)展過程中所面臨的一項(xiàng)新的挑戰(zhàn)。對于電參量的檢測,目前有人提出了一些小波信號檢測方法,但是還存在一定的問題,需要進(jìn)一步解決。本文首先介紹了壓縮感知與小波變換理論的產(chǎn)生、研究現(xiàn)狀、基本原理以及算法實(shí)現(xiàn),討論了OFDM信道估計(jì)與電參量檢測的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢。其次,深入研究了OFDM基本原理,給出了OFDM系統(tǒng)框圖,建立了OFDM基帶傳輸系統(tǒng),推導(dǎo)得到了基于該系統(tǒng)的OFDM導(dǎo)頻信號傳輸數(shù)學(xué)模型。該數(shù)學(xué)模型給出了發(fā)送端導(dǎo)頻信號與接收端導(dǎo)頻信號之間的關(guān)系,為壓縮感知理論應(yīng)用到OFDM低壓電力線載波通信多徑信道估計(jì)提供了前提條件。再次,針對LV-PLC信道,分析討論了載波信號在信道中的傳輸情況,建立了低壓電力線載波通信多徑信道傳輸特性模型�；谠搨鬏斕匦阅Ｐ团c模型參數(shù),實(shí)驗(yàn)得到了該多徑信道的幅頻特性曲線和沖擊響應(yīng)。然后,深入研究了LS和MMSE信道估計(jì)方法以及基于DFT的插值方法;推導(dǎo)證明了OFDM導(dǎo)頻信號傳輸數(shù)學(xué)模型滿足壓縮感知條件,將多徑信道估計(jì)問題轉(zhuǎn)換為壓縮感知信號重構(gòu)問題,提出了OFDM低壓電力線載波通信壓縮感知信道估計(jì)方法。實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果表明：OFDM低壓電力線載波通信壓縮感知信道估計(jì)方法較LS或MMSE信道估計(jì)方法具有更優(yōu)的性能。最后,研究了小波分頻帶分解方法,給出了電參量的小波表示方法,分析推導(dǎo)了IIR多相結(jié)構(gòu)小波信號檢測濾波器組的結(jié)構(gòu),提出了IIR多相結(jié)構(gòu)小波信號快速檢測方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：提出的IIR多相結(jié)構(gòu)小波信號快速檢測方法具有明顯的計(jì)算效率優(yōu)勢,適用于諧波復(fù)雜且實(shí)時性要求高的電參量檢測情況。
【關(guān)鍵詞】：壓縮感知 小波變換 OFDM信道估計(jì) 電參量檢測
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN911.23
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 緒論15-23
• 1.1 課題研究的目的與意義15-16
• 1.2 壓縮感知與小波變換理論研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.1 壓縮感知理論的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.2 小波變換理論的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 OFDM信道估計(jì)與電參量檢測的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢18-21
• 1.3.1 OFDM信道估計(jì)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢18-20
• 1.3.2 電參量檢測國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢20-21
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容21
• 1.5 本文的創(chuàng)新點(diǎn)21-23
• 第二章 壓縮感知和小波變換的理論與算法實(shí)現(xiàn)23-35
• 2.1 壓縮感知理論23-28
• 2.1.1 壓縮感知理論概述23-24
• 2.1.2 壓縮感知理論的主要內(nèi)容24-28
• 2.1.2.1 測量矩陣的構(gòu)造25-26
• 2.1.2.2 信號的稀疏表示26-27
• 2.1.2.3 重構(gòu)算法27-28
• 2.2 小波變換理論28-34
• 2.2.1 小波函數(shù)的定義28-29
• 2.2.2 連續(xù)小波變換與離散小波變換29-31
• 2.2.2.1 連續(xù)小波變換29-30
• 2.2.2.2 離散小波變換30-31
• 2.2.3 多分辨率分析與Mallat分解算法31-34
• 2.3 本章小結(jié)34-35
• 第三章 OFDM基帶傳輸系統(tǒng)及低壓電力線多徑信道傳輸特性模型35-47
• 3.1 OFDM基帶傳輸系統(tǒng)35-40
• 3.1.1 OFDM的基本原理35-38
• 3.1.2 OFDM基帶傳輸系統(tǒng)38-40
• 3.2 低壓電力線載波通信多徑信道傳輸特性模型及其仿真實(shí)現(xiàn)40-45
• 3.2.1 低壓電力線載波通信多徑信道傳輸特性模型40-43
• 3.2.2 仿真實(shí)驗(yàn)及其效果分析43-45
• 3.3 本章小結(jié)45-47
• 第四章 OFDM低壓電力線載波通信壓縮感知信道估計(jì)47-59
• 4.1 OFDM信道估計(jì)方法47-53
• 4.1.1 最小二乘與最小均方誤差信道估計(jì)方法47-52
• 4.1.1.1 最小二乘信道估計(jì)方法48-49
• 4.1.1.2 最小均方誤差信道估計(jì)方法49-50
• 4.1.1.3 基于DFT的插值方法50-52
• 4.1.2 OFDM低壓電力線載波通信壓縮感知信道估計(jì)方法52-53
• 4.2 算法實(shí)現(xiàn)及性能分析53-57
• 4.2.1 CS信道估計(jì)方法的仿真結(jié)果分析54-56
• 4.2.2 CS與LS、MMSE信道估計(jì)方法仿真結(jié)果的對比分析56-57
• 4.3 本章小結(jié)57-59
• 第五章 IIR多相結(jié)構(gòu)小波信號快速檢測方法的研究59-73
• 5.1 小波分頻帶分解59-60
• 5.2 功率的定義及小波表示方法60-63
• 5.2.1 IEEE標(biāo)準(zhǔn)功率定義60-61
• 5.2.2 電參量的小波表示方法61-63
• 5.3 IIR多相結(jié)構(gòu)小波信號檢測濾波器組63-64
• 5.3.1 濾波器的多相分解63
• 5.3.2 IIR多相結(jié)構(gòu)小波信號檢測濾波器組63-64
• 5.4 IIR多相結(jié)構(gòu)小波信號檢測濾波組的實(shí)現(xiàn)以及計(jì)算量分析64-67
• 5.4.1 IIR多相結(jié)構(gòu)小波信號檢測濾波器組的雙通道巴特沃斯實(shí)現(xiàn)64-66
• 5.4.2 數(shù)字全通濾波器的實(shí)現(xiàn)66
• 5.4.3 IIR多相結(jié)構(gòu)小波信號快速檢測方法計(jì)算量分析66-67
• 5.5 電參量檢測及結(jié)果分析67-70
• 5.5.1 電信號數(shù)學(xué)模型的建立以及電參量檢測67-70
• 5.5.2 檢測結(jié)果分析70
• 5.6 本章小結(jié)70-73
• 第六章 結(jié)論與展望73-75
• 6.1 結(jié)論73
• 6.2 展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 致謝79-81
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文81-83
• 作者與導(dǎo)師簡介83-84
• 附件84-85

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：707068