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《重庆大学》 2013年
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基于OFDM的电力线载波信道估计算法研究

张青  
【摘要】:电力线网络覆盖广泛,接入方便,在宽带接入和智能家庭网络等应用方面越来越受到人们的关注。正交频分复用(OFDM)技术的抗噪声和多径能力强、频谱利用率高,加之容易实现高速传输,因此众多的通信协议标准都选择OFDM技术作为数字调制技术,在电力线载波通信中亦具有广阔的应用前景。 本文研究了基于OFDM的电力线载波通信信道估计算法。 首先,介绍了基于OFDM的电力线载波通信相关标准,着重研究了G3协议标准和PRIME标准,给出了两个相关标准的系统框图和详细参数,并用Matlab仿真实现了两个标准的发射信号功率谱密度。 其次,分析了基于OFDM的电力线载波通信系统的设计,介绍了OFDM技术的基本原理和关键技术,着重研究了基于OFDM的电力线载波系统组成的框图,主要参数等。 再次,介绍了电力线信道下的信道估计算法:首先,详细介绍了电力线信道的信道特性,着重研究了电力线输入阻抗特性、噪声特性以及衰落特性。其次,针对导频的信道估计算法,指出了OFDM系统中非盲估计算法研究的三个要点:(1)发送端导频的选择与插入,讨论了块状导频、梳妆导频的插入方法;(2)接收端导频位置信道信息获取的方式,详细分析了LS(Least Squares)、MMSE(MinimumMean Square Error)、SVD(Singular Value Decomposition)这三种典型的信道估计算法的原理与特点。通过Matlab仿真表明:MMSE算法的性能最好,但是MMSE算法复杂度很高,难以在实际中得到应用;SVD算法复杂度相对MMSE算法要低,但是随着信噪比的增加,SVD算法的性能要差一些;相对来说LS算法的性能是最低的,但是LS算法简单且易于实现;(3)通过导频位置获取的信道信息恢复出所有时刻信道的信息,介绍和比较了三种典型的插值算法:线性内插、Cubic插值算法和高斯插值算法。 最后,本文根据电力线信道的特性采用了一种基于LS算法的改进信道估计算法。通过Matlab仿真比较表明改进后的算法运算简单且大大提高了LS算法的信道估计性能,在恶劣的信道环境下保证了可靠性。 本文的研究结果对电力线通信接收机的实际应用具有一定的价值,也为今后设计完全自主知识产权基于OFDM电力线通信芯片奠定了基础。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TN913.6

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【参考文献】
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