低壓電力線通信信道噪聲特性及消除研究.pdf

1、電力通信網(wǎng)是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其中利用現(xiàn)有電力線進(jìn)行通信的電力線通信(Power Line Communication，PLC)技術(shù)，因其不需要重新鋪設(shè)線路，經(jīng)濟(jì)成本低，一直受到人們的重視。但是，PLC信道中存在大量噪聲，嚴(yán)重影響電力線通信可靠性。而其中，隨機(jī)脈沖噪聲因其隨機(jī)性強(qiáng)，強(qiáng)度高，且不符合高斯分布，對(duì)PLC系統(tǒng)破壞最為嚴(yán)重。因此，為了保證通信質(zhì)量，有必要研究PLC信道噪聲特性及其消除技術(shù)。
　　以實(shí)測(cè)

2、PLC信道噪聲為依據(jù)，研究PLC系統(tǒng)噪聲特性和噪聲模型。PLC信道是典型的含噪信道，信道噪聲導(dǎo)致信號(hào)突發(fā)性錯(cuò)誤，具有記憶性。因此，研究了PLC信道的有限記憶性。利用PLC多徑模型和信息論知識(shí)，證明了PLC信道的一階記憶性。并根據(jù)實(shí)測(cè)0FDM信號(hào)，建立信號(hào)的一階二階AR模型，對(duì)比模型參數(shù)，證明了PLC信道普遍具有一階記憶性。
　　提出基于時(shí)頻濾波算法(Time Frequency Peak Filter，TFPF)的PLC信號(hào)噪聲消

3、除算法，研究了TFPF在PLC系統(tǒng)的性能。首先，闡述TFPF原理。然后，驗(yàn)證在不同噪聲環(huán)境下，PLC系統(tǒng)中TFPF算法的性能。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)證明，TFPF算法在PLC中雖然對(duì)背景噪聲具有較好的抑制效果，但是在沖擊噪聲環(huán)境下，并不能起到良好的抑制噪聲的效果。
　　為了解決沖擊噪聲環(huán)境下，時(shí)頻峰值濾波抑制噪聲效果不明顯的缺點(diǎn)，提出一種歸一化時(shí)頻峰值濾波算法(Normalization Time Frequency Peak Filter

4、，NTFPF)。在時(shí)頻峰值濾波之前對(duì)信號(hào)進(jìn)行歸一化處理，起到抑制沖擊噪聲的效果?？紤]參數(shù)選擇對(duì)NTFPF去噪起到至關(guān)重要的作用，研究歸一化對(duì)信號(hào)影響，提出了一種基于信號(hào)幅度的歸一化參數(shù)選擇方法。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，提出一種基于預(yù)估計(jì)的歸一化時(shí)頻峰值濾波算法(Pre-estimate Normalization Time FrequencyPeak Filter，PE-NTFPF)，利用普通TFPF算法作為波形預(yù)估計(jì)進(jìn)行參數(shù)選擇。從仿真試驗(yàn)中可

5、以看出，該方法在低沖擊噪聲強(qiáng)度下，具有很好的去噪效果。
　　針對(duì)PE-NTFPF在多變的環(huán)境下適應(yīng)力差的情況，提出一種時(shí)變參數(shù)的歸一化時(shí)頻峰值濾波算法(Adaptive Normalization Time Frequency Peak Filter，ATFPF)。利用不同參數(shù)歸一化后信號(hào)信噪比的變化，動(dòng)態(tài)的決定參數(shù)的選擇。仿真實(shí)驗(yàn)表明，時(shí)變的歸一化參數(shù)選擇方法可以很好的提高沖擊噪聲環(huán)境下，時(shí)頻峰值濾波算法的適應(yīng)性，能夠更好的適應(yīng)