低压电力线通信信道噪声建模研究

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近年来,低压电力线通信技术已被广泛应用于各领域中。噪声干扰是影响低压电力线通信可靠性的主要因素之一,有必要对低压电力线通信信道噪声的高精度建模进行研究。本文结合实测噪声数据,研究了低压电力线通信信道噪声建模问题,为今后建立低压电力线通信信道噪声的高精度模型提供了理论依据。阐述了低压电力线通信信道特性,搭建了低压电力线通信信道噪声的测量电路,对低压环境电力线噪声进行了测量,测得了实际噪声干扰数据。建立了背景噪声自回归模型,分别利用奇异值分解法、Levinson-Durbin快速递推法和Gram-Schmidt正交法来计算其模型参数,仿真结果表明:奇异值分解法所求结果极为精确,但计算时间极慢;Levinson-Durbin快速递推算法所求结果误差较大,但计算时间极快;Gram-Schmidt正交法所求结果较为精确,计算时间适中。建立了考虑脉冲噪声幅值、间隔、持续时间及符号变化之间相互关系的马尔科夫链模型,针对传统马尔科夫链模型不能准确反映幅值变化特点的缺陷,提出了峰式马尔科夫链的概念,建立了脉冲噪声的峰式马尔科夫链模型,并进行仿真验证,仿真结果表明:两种模型均是正确的,且峰式马尔科夫链模型更为精确,更能反映出脉冲噪声的特点。将背景噪声自回归模型与脉冲噪声峰式马尔科夫链模型结合起来,建立了电力线噪声的一般模型,并仿真其时域波形;对含周期性脉冲噪声的电力线噪声进行特殊处理,将其分为脉冲群内噪声以及脉冲群外噪声建立了其完整的噪声模型,并仿真其时域波形。
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