浅析电力线载波的信号处理技术

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1、浅析电力线载波的信号处理技术　　中图分类号：G712文献标识码：B　　：1671-489X（2016）10-0123-03　　SignalProcessingforPounicationsenvironmentonpounicationsoverloe/officeulti-carriercodedivisionmultipleaccess（MC-CDMA），multi-userdetection（MUD），andturbodecoding，havingdemonstratedtheirlimit-approachingcapacityindigitalsubscriberlineandun

2、icationsystems，arereadilyappliedtopoostunfavorablenoisesource，theimpulsenoise，arealsodiscussed.　　Key/s的网线连接，那么，电力线通信的带宽应该达到10M以上才能满足通信的要求。通过调幅的方式进行电力线载波，考虑到低压电网的性质和潜在的服务需求，电力线的带宽范围甚至要达到30M。但是，随着频率的增加，电力线的衰减也会大大增加。　　对电力线载波通信信道进行数学建模，如式1所示：　　其中，Np代表传输路径的数量，gi代表第i路的加权因子，di代表第i路的长度，a0，a1，k为相对于频率和长度的一般参

3、数，vp为与导线长度相关的常量参数。　　这个模型可以对电力线载波信号进行准确的仿真。在实际的电网中，往往存在众多的分支机构和电源网络阻抗失配的情况。该模型对这样的电网中的物理信号进行了仿真。由于多路径的信号传输，电力线的信号衰减与传输路径的长度和信号频率是成正比的。对4个不同用户进行模拟信道频率响应，如图1所示，可以很容易地看到信道中传输信号的频率依赖性衰减和频率选择性衰落。　　在拥有多个用户的DS-CDMA（Direct-SequenceCodeDivisionMultipleAccess，直接序列扩频传输）传输系统中，每个用户都会等概率地获得M个独立的二进制相移键控码元的帧，而且这些来自

4、不同用户的符号序列被认为是相互独立的。每个用户的信号通过多途径的方式进行传播，这就使得接收器处的信号是多个用户的信号的叠加和环境噪声。通常情况下，离散时间的充分统计量是容易处理的。该技术主要是通过一个芯片匹配滤波器进行接收信号，然后对芯片速率采样。　　MC-CDMA（多载波码分多址，MultiCarrier-CodeDivi-　　sionMultipleAccess）通信技术是在频域中进行扩频的DS-CDMA技术。该技术具有更高的抗干扰能力和较大的容量。　　这是一个卷积编码多用户的MC-CDMA的示意图，如图2所示。每一个用户的传输信号都首先通过标准的二进制编码器进行编码。编码后的信号经滤波

5、器过滤掉信道中的噪声。滤波之后，这些信号被分配到不同的子信道中，并对其进行正交振幅调制。调制之后的信号通过傅里叶逆变换转换成真正的时域矢量。经过从并行到串行、从数字到模拟的转换，每个用户的信号都传输在具有多地址信号和背景噪声的信道中。在接收端，这些信号通过傅里叶变换重新转换成频域信号。　　3迭代多用户检测应用在PLC中　　在信号处理的方法中，MUD（MultiuserDetection，多用户检测技术）是一种有效的处理多址信号干扰的技术。该技术通过对定义好的多用户进行实时监测，区分不同的环境噪声，从而改善通信信道环境。基于Turbo多用户检测和解码技术的框图结构，如图3所示。在这个结构中，包

6、括两部分：解调阶段和解码阶段。解调是指软指标的计算；解码是指SISO（SoftInputSoftOutput，软输入输出）的解码器。这两个部分实现信号的交织和去交织作用。　　用LLR（Log-LikelihoodRatio，对数似然函数）模拟信道中某个用户的交织信号比特，如式2所示：　　该式分成两部分，前者为解调级获得的信号，并进行了去交织，作为信道解码器的校验信号；后者为从解码级传递过来的先验对数似然函数，在相同的编码位情况下，该值可以设置为0。同样的，SISO信道解码会计算每个编码位的后校验LLR，然后排除先校验函数的影响，在位的解码阶段获得相应的信息，如式3所示：　　该信息是解交织的，

7、并可以反馈给解调级，作为下一次迭代的校验信息。位为bk对应的解交织。在最后一次迭代中，SISO解码器会计算后校验的LLR信息位。　　在解调阶段，使用迭代处理方法会使最大似然的多用户检测技术和最小均方误差并行干扰消除技术都获得相同的性能。　　通过分析，发现数字用户线路和无线通信中的数字信号处理技术可以应用在高速电力线载波通信中，并能起到很好的效果。具体来说，MC-CDMA可以用于电力线信号传输，多用户检测和迭代