电力线宽带载波通信的干扰过滤技术

电力线宽带载波间存在大量干扰信号,采用传统方法构建的干扰模型,只能在高信噪比的情况下完成通信过程中的干扰过滤,有效信号被淹没于干扰信号中,导致干扰效果差。提出一种基于改进时频峰值滤波算法的电力线宽带载波通信干扰过滤方法,利用频率调制将电力线宽带载波通信中的干扰信号编码成解析信号的瞬时频率,通过瞬时频率估计对干扰信号进行识别;采用时频峰值干扰过滤技术,对电力线宽带载波通信干扰信号中的原始信号进行恢复;在信号处理前,对时频峰值滤波算法进行改进,获取基本模式分量,依据干扰信号与有效信号的主导模态,利用不同窗长进行处理,将得到的电力线宽带载波通信信号应用于时频峰值滤波技术中,实现干扰过滤。实验结果表明,该方法干扰过滤效果好、过滤性能高、运行时间短,具有良好的实用性。     

基于EMD-TFPF算法的电力线通信噪声消除技术研究

针对电力线通信系统中,发射端与接收端之间存在大量噪声严重影响通信质量的情况,引用时频峰值滤波算法(T i m e-F r e q u e n c y P e a k F i l t e r i n g,T F P F)作为噪声消除技术。考虑时频峰值滤波算法中窗长选择的严格限制,引用经验模态分解(E m p i r i c a l M o d e D e c o m p o s i t i o n,E M D)方法对T F P F进行改进。将信号分解为不同模态,在不同模态采用不同窗长进行T F P F滤波,以在信号保真和噪声压制方面得到更好的权衡。实验证明,相对原始T F P F,该方法具有更好的信号保真和噪声压制作用,可以有效地消除电力线通信系统噪声,降低误码率(B E R),提高通信质量。     

电力线噪声信道下基于小波包变换的OFDM信号检测

电力线通信中面临低信噪比下信号检测的问题。文中将电力线通信最常见的调制信号—OFDM信号作为检测对象,分析了小波包变换的良好时频分析特性,根据OFDM信号与其他单载波信号具有不同的小波包分解特性,引入利用MATLAB平台对该模型进行仿真,仿真结果表明该检测方法可以在低信噪比情况下实现OFDM信号的检测,体现了小波包变换应用于电力线通信信号检测中的优越性。     

一种基于非线性GPR模型的低压电力线信道估计算法

针对信号在低压电力线载波通信信道传输的过程中容易受到非线性脉冲噪声干扰,从而造成信号的频率选择性衰落,导致信号误码率高的问题,提出了一种改进最小平方-高斯过程回归(LS-GPR)的信道估计算法,并进行了非线性脉冲干扰消除的迭代实验,在存在脉冲干扰的条件下对算法的误码率进行了仿真计算.结果表明,该改进算法能够较大程度地消除脉冲噪声所带来的影响,在低信噪比的情况下有效降低了系统的误码率,具有良好的信道估计性能.     

基于相位差分的脉内调制信号类型识别

提出了一种工程可快速实现的常见脉内调制信号类型识别算法。首先基于相位差分重构了七种常见脉内调制信号的瞬时频率,然后对信号瞬时频率进行直方图统计和局部峰值检测,提取了10个特征参数,实现了信号的识别。其中,采用了多重相位差分、信噪比阈值频率突变消除和载频粗估计等信号预处理方法,改善了算法对低信噪比环境的适应能力。计算机仿真表明,当信噪比高于4dB时,信号识别概率大于90%。硬件实现表明,信号识别所需时间小于0.2ms,算法具有一定的工程实用价值。     

智能电网电力线通信系统信道噪声模型分析

将智能电网电力线通信系统作为研究对象,以建立两种噪声模型之间的关系、比较两种模型下的信噪比SNR(signal-to-noise ratio)为研究目标,提出两种噪声模型来模拟电力线通信信道中噪声情况的方法。该方法利用循环平稳噪声模型和米特尔顿A类噪声模型的概率密度函数,得出电力线通信信道中的噪声类别。同时,通过数学推导,得出两种噪声模型在正交频分复用OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)系统中SNR表达式和在正交幅度调制16 QAM (quadrature amplitude modulation)技术下比较两种噪声模型的SNR。最后,利用MATLAB软件系统仿真,仿真结果显示,循环平稳噪声模型比米特尔顿A类噪声模型的SNR高2.5 dB左右,智能电网电力线通信系统可靠性得到提升,为电力线通信的发展研究提供了一定的理论基础。     

一种综合分析算法在低频振荡参数估计中的应用

为消除实测信号中噪声的影响,更好地揭示电力系统低频振荡的时变和非线性特征,提出了基于广义数学形态学非线性滤波和Hilbert-Huang变换(HHT)的低频振荡综合分析算法.首先分析了信号中各种噪声对HHT精度的影响.在形态学滤波原理的基础上,建立了广义形态学滤波器,并利用它对来自广域测量系统(WAMS)中低频振荡信号进行滤波去噪,然后将滤波后的信号经过HHT分析处理后,再通过相应的瞬时参数计算方法,求解出低频振荡信号的瞬时参数.仿真结果证明该算法不仅能有效地消除信号中的混合噪声,而且能够计算出低频振荡主导模态的瞬时参数,更好地分析低频振荡的瞬时特性.通过对来自wAMS的实际信号进行分析,证明了该方法的有效性.     

时频原子方法在间谐波分析中的应用

提出一种基于时频原子方法的间谐波分析方法。将信号分解成一系列时频原子,其中每个原子都来自于冗余的时频原子库,选择的原子可以最好地匹配信号结构。将分解后原子的Wigner-Ville分布相加得到时频能量分布图,相对于Wigner-Ville分布及Cohen类分布,该时频能量分布图不含有交叉项,其时频图更清晰。分别在有噪声干扰和无噪声干扰的情况下对时变的间谐波信号进行分析,均可有效提取出各次谐波和间谐波的时频信息,为间谐波分析提供了新的途径。     

恒虚警条件下线性调频连续波雷达信号的检测

线性调频连续波(LFMCW)信号是一种典型的非平稳信号,其频率随时间变化,需借助时频信号分析方法进行研究.因此本文主要目的在于通过仿真比较3种典型时频分析方法即:Wigner-Ville Hough transform(WVHT)、periodic WVHT(PWVHT)和cumulative WVHT (CWVHT)来寻找用于恒虚警率(CFAR)条件下检测LFMCW雷达信号的最优方法.首先介绍3种方法的特点,发现PWVHT算法复杂度较高;其次推导信号经过这三种变换方法后在起始频率和调制斜率处峰值的理论公式并进行仿真比较,发现当截取信号的时间大于一个信号周期并等于信号周期的整数倍时,CWVHT和PWVHT具有相同的性能且都高于WVHT;最后比较这些方法在CFAR条件下检测LFMCW雷达信号的性能,结果表明CWVHT方法在低SNR条件下有较好的检测性能.     

宽带电力线通信技术探讨

分析了低压电力线通信信道的特性,根据其信道特性建立了能体现频率选择性衰落和多径衰落的低压电力线信道模型。针对电力线存在衰减和噪声干扰的问题,在对现有几种电力线载波通信的宽带调制技术原理分析的基础上,使用MATLAB/Simulink软件建立了各技术的宽带电力线通信系统模型,并进行仿真实验,最后采用误码率和信噪比两个指标对各系统模型的性能进行分析比较。     

基于EMD的WVD分布方法在电力系统低频振荡监测中的应用

为了更加准确地进行电力系统低频振荡分析,引入了一种新的非线性、非平稳信号的处理方法-EMD(经验模态分解)的维格纳—威力分布(WVD)方法,通过EMD分解以及WVD算法处理分析非线性和非平稳电力信号的局域动态行为和特征,得到低频振荡的模态参数-振幅、频率、阻尼比、相位、开始与结束时刻。该方法准确地反映了系统所包含的多个振荡模式在时间上的变化规律以及模式之间的互相影响,并且有着高分辨率和有效地处理少量样本的短数据的优势,可提高识别能力和处理效果。通过多次试验表明该方法能够较准确地识别振荡特征。     

基于时频方法的工频通信系统上行信号检测

工频通信是一种以配电网为介质的新型通信技术,能否准确地检测出调制信号是该技术的关键。调制信号的检测受背景电流的影响,以往时域检测法抗干扰能力差,前、后周期做差的方法在相邻2个周期都含有调制信号时则不能检出,也就无法进行工频信号的多路传输。针对该问题,在利用三相抵消背景电流后,采用小波变换和维格纳分布(WVD)对调制信号进行检测,提出了先判断频谱后分析时频的方法,可有效地识别工频通信中的单个信号。数字仿真和实例分析证明了该方法的有效性。     

低压电力线通信信道特性

低压电力线作为通信线路,其信道特性对通信质量具有重要影响,对低压电力线信道特性和信道建模问题做出分析,以期对电力线通信研究提供一定的理论依据。基于对国内外科学资料的分析归纳,得出电力线信道输入阻抗随频率的升高而呈上升趋势,电力线信道噪声由各种特定性质的噪声源叠加而成的,电力线信号的衰减是距离的函数并与频率有关,以及建立定量模型的可行性。通过该文研究低压电力线通信应建立在合适的通信频段并应采用具有强抗干扰措施的调制方式。     

OFDM电力线载波通信系统的定时同步和模式识别

为了提高电力线载波通信系统对抗恶劣信道环境的能力,设计了适用于正交频分复用(OFDM)电力线载波通信系统的前导序列结构,基于此结构提出了一种新的定时同步方法和模式识别方法。MATLAB仿真表明,该定时同步方法可明显提升电力线载波通信系统在恶劣环境下的系统性能,与传统定时同步方法相比,定时同步偏差均值和方差都具有优势,所提出的模式识别方法也可准确识别低信噪比下的系统工作模式。     

我国低压电网台区噪声特性研究

低压电网载波通信需要克服电网上的噪声。通过实践研究和数学分析发现,我国电压电网的噪声具有工频变化规律;在工频电压过零点附近,噪声最小;在工频电压峰值附近,噪声最大;高频噪声分量小,低频噪声分量大。载波通信应采用较高的载波频率,在电压过零点附近分时通信。     

低压电力线高频载波通信信道的建模研究

低压电力线信道特性是设计低压电力线载波通信系统的基础。文中采用自行设计和研制的测量系统对将低压电力线用做高频通信网络时的电气特性，包括输入阻抗特性、信号衰减特性和系统的噪声特性等，进行了大量的试验研究，在此基础上，建立了一个将低压电力网用做高频载波通信信道的模型，该模型的建立提供了一个实用、有效的平台，为低压电力网载波通信系统的研究和设计打下了良好的基础。     

PLC信道特性分析及建模仿真

使用低压电力线作为通信信道具有很多优势,但同时又具有对高频信号衰减强、噪声干扰大、多径和时变性等特点。因此,在研究信号调制、编码、传输和解调等通信模块时,有必要对信道特性进行分析以保证系统的通信质量和提高通信速率。通过对信号传播模型、噪声模型的研究及测量结果的分析,提出了一种基于统计方法得出的低压电力线载波信道模型,并进行仿真,与测试结果进行对比分析。     

宽带电力线载波点对点通信性能测试平台设计

在Q/GDW 1379.4-2013通信单元检验技术规范的要求下,为测试低压宽带电力线载波通信单元的工作频段、载波信号发射功率谱密度、抗衰减能力、抗噪声干扰和抗阻抗变化等基本通信性能,给电网公司建设宽带电力载波远程集抄系统提供数据参考和方案依据。根据宽带电力线载波技术的特点搭建了点对点通信性能测试平台。该平台采用三级级联双SMA电源滤波组合,可有效隔离电网谐波、脉冲信号及电力线背景噪声对宽带载波通信单元性能的影响,使测试平台能够充分模拟低压电力线通道,还原现场集抄台区的运行状况,评估载波通信单元的实际可用性。试验数据证明:所建点对点通信性能测试平台试验环境纯净,对2MHz~30MHz通带内的信号衰减达93 d B,可确保宽带载波通信产品测试结果的稳定可靠。