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基于电力线OFDM通信系统的峰均功率比技术研究

李天龙  
【摘要】:电力线载波通信技术(PLC ),是指利用已有的电力线网络作为传输媒介,实现数据传递和信息交换的一种技术。由于电力线网络最初不是为通信而设计的,在这种网络上实现高速数据的可靠、安全通信是非常困难的。正交频分复用(OFDM )技术以其结构简单、抗噪声能力和抗多径干扰能力强、宽带利用率高以及成本低等优点,为我们实现利用PLC传输高速数据提供了一个很有效的解决方案。同时,OFDM技术作为一种调制技术本身还存在固有的问题需要解决,比如对系统影响大的峰均比问题和同步问题。因此,对OFDM及其在低压电力线通信中的应用进行深入研究具有非常重要的现实意义。 本文论述了PLC的基本原理和发展现状,分析了其作为媒介进行通信的优势和实际应用中的技术难点,对低压电力线OFDM通信系统的实现,主要对发送端和接收端各个模块的工作原理进行介绍。对OFDM技术的提出、基本思想、基本原理、实现方法、主要应用、性能特性等进行了较为全面的分析。针对OFDM系统的PAPR问题,对PAPR的原理,PAPR过高对系统的影响及减小PAPR方法的原理和实现分别做了介绍,对目前主流的几种算法进行了研究仿真,并对其实用性进行了分析讨论。通过分析限幅滤波技术和既有的SLM算法之间在性能上的优缺点,我们发现通过将这两种算法改进和有机结合将会获得更优的性能。提出的新算法达到了OFDM系统的复杂度、计算量和性能三者之间的折衷,其中对算法的改进是保持已有算法的性能优点,在其有限的方面进行改进,最终达到在不增加计算量的前提下实现最优性能的目的。通过仿真算法我们发现,本文算法在保持SLM算法和RCF算法优点的基础上,进一步有效地降低了OFDM信号的PAPR ,而且不会恶化系统其它方面的性能。相比于单纯改进SLM与限幅结合的方法,改进的畸变SLM方法能够解决峰值再增长和带外干扰问题,还能保证不给系统带来误码率(BER)上的损失,也没有给系统带来太大的负担。结果表明,改进的畸变SLM方法在降低OFDM系统PAPR方面是非常有效的。


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