基于OFDM的电力线通信系统仿真及其性能分析

论文题目: 基于OFDM的电力线通信系统仿真及其性能分析

论文类型: 硕士论文

论文专业: 计算机应用技术

作者: 董晋池

导师: 范平志

关键词: 电力线通信,噪声,信道模型,信道容量

文献来源: 西南交通大学

发表年度: 2005

论文摘要: 电力线通信(PLC, Power Line Communication)是利用电力线作为通信媒质来传输数据信息和话音信号的一种通信方式。由于电力线通信具有组网容易和成本低廉等优点,因而具有很高的应用潜力。随着人们对网络传输速度的要求越来越高,如何挖掘电力线载波通信容量问题成为关键问题之一。本论文主要针对这一问题进行了深入讨论,并提出了改进方案。 论文首先对电力线信道特性进行了深入分析。然后,深入研究了电力线噪声特性和分类,并对其中的主要噪声模型并进行仿真分析。通过对现有各种电力线信道模型的比较分析,本文选择了M. Zimmermann和K. Dostert提出的自顶向下的信道模型,并通过仿真验证了其有效性。 论文使用MATLAB 6.5作为仿真工具,建立了基于OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)的电力线通信系统平台,并利用该仿真平台进行了大量的仿真实验。分析和仿真结果表明:在电力线这种通信媒质中,采用OFDM调制技术可以很好地配合电力线通信信道,有效地抵御电力线信道噪声、衰减和时变特性所带来的影响。此外,OFDM子载波采用不同调制方式(例如,BPSK、QPSK、QAM)对系统的误码率也有较大的影响,其中BPSK具有更好的误比特性能:通过仿真比较,我们知道加入信道编码能够提高电力线通信系统的整体性能。 最后,论文给出了研究总结,并对以后的研究工作提出了一些想法和展望。

论文目录:

摘要

Abstract

目录

第1章 绪论

1.1 电力线通信概述

1.1.1 电力线通信系统简介

1.1.2 电力线通信与其他通信方式的比较

1.2 电力线通信国内外研究现状

1.2.1 电力线通信国外研究现状

1.2.2 电力线通信国内研究现状

1.2.3 电力线通信国际组织或标准

1.3 本文研究思路与内容安排

第2章 电力线通信信道特性与建模

2.1 信道阻抗与信道衰减

2.1.1 信道阻抗

2.1.2 信道衰减

2.2 电磁兼容性问题

2.2.1 与无线业务的兼容性

2.2.2 不同PLC系统的兼容性

2.3 电力线的噪声特性与建模

2.3.1 电力线的噪声特性与分类

2.3.2 背景噪声模型

2.3.3 窄带噪声模型

2.3.4 脉冲噪声模型

2.3.5 常用家用电器噪声辐射级别

2.4 电力线通信系统调制方式比较

2.5 电力线信道数学模型

2.5.1 电力线信道通用模型

2.5.2 电力线信道简化模型

2.6 电力线通信信道容量

2.6.1 电力线信道的仙农定理

2.6.2 电力线参考信道的信道容量

2.7 本章小结

第3章 电力线通信OFDM方案设计及其仿真

3.1 OFDM技术的历史与发展现状

3.2 OFDM的基本原理与数学表示

3.2.1 OFDM的基本原理

3.2.2 OFDM的数学表示

3.3 OFDM技术的特点

3.3.1 OFDM技术的优点

3.3.2 OFDM技术的缺点

3.3.3 OFDM技术的峰均比问题

3.4 电力线通信OFDM方案

3.4.1 整体描述

3.4.2 卷积编码和Viterbi译码

3.4.3 交织与解交织

3.4.4 子载波调制与解调

3.4.5 循环前缀

3.5 本章小结

第4章 基于OFDM的电力线通信系统仿真与性能分析

4.1 系统仿真模型与仿真条件

4.2 噪声仿真

4.2.1 背景噪声的仿真分析

4.2.2 脉冲噪声的仿真分析

4.3 电力线参考信道模型仿真

4.3.1 电力线参考信道的仿真比较

4.3.2 信道衰减与电缆长度的关系

4.4 电力线信道容量分析与仿真

4.4.1 电力线信道容量界与电力线长度的关系仿真

4.4.2 电力线参考信道容量仿真

4.5 OFDM子载波调制方式比较

4.6 信道编码性能仿真与分析

4.7 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 本文工作总结

5.2 研究中出现的主要问题及解决方法

5.3 未来工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

发布时间: 2005-08-16

参考文献

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