低压电力线载波通信多用户资源分配算法研究

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1、硕士学位论文低压电力线载波通信多用户资源分配算法研究RESEARCHONRESOURCEALLOCATIONALGORITHMFORMULTI-USERSINLOW-VOLTAGEPOWERLINECOMMUNICATION王娟哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TM73学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文低压电力线载波通信多用户资源分配算法研究硕士研究生：王娟导师：刘晓胜教授申请学位：全日制工学硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：

2、2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM73U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONRESOURCEALLOCATIONALGORITHMFORMULTI-USERSINLOW-VOLTAGEPOWERLINECOMMUNICATIONCandidate：WangJuanSupervisor：Prof.LiuXiaoshengAcademicDegreeAppliedfor

3、：MasterofEngineeringSpecialty：ElectricalEngineeringAffiliation：Dept.ofElectricalEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着智能电网的高速发展，通信业务类型以及用户种类的不断扩充，传统的电力线载波通信技术俨然不能满足日益增长的传输速率和用户服务质

4、量需求。目前，大多数载波通信终端已采用先进的OFDM技术来提高系统容量以及抗干扰性能，但系统频谱利用率依然较低，仍有很大改进空间。动态资源优化技术是一种可以提高系统资源利用率的有效措施，利用通信中信道的时变性，动态的改变每个子载波可承载的资源，将资源利用最大化。本文的主要研究内容是为提高通信系统的频谱利用率及整体性能对资源优化技术展开研究。首先，总结了国内外低压电力线载波通信的发展现状、窄带电力线通信标准以及国内外有关电力线载波终端的产品现状，重点分析了在提高系统频谱利用率时常用的资源分配算法，以

5、及各算法的优势与不足，归纳出目前的技术存在的问题。其次，对低压电力线信道传输特性和噪声特性展开分析，研究了信道的衰减特性和多径效应等，并建立传输信道模型；比较了电力线信道中五种基本噪声的不同特性，重点分析三类典型噪声，并进行了Simulink建模，为后文资源分配算法的研究，奠定了基础。再次，结合电力线通信功率谱限制，综合考虑通信过程中不同业务类型用户的速率需求和服务公平性，设计了一种基于资源因子和改进比例公平的动态资源分配算法。通过仿真，分析了资源因子的不同取值对分配结果的影响；与目前常用资源分配

6、算法进行比较，从系统容量和用户公平性两个方面说明本文算法的优越性能；在信道中加入不同类型噪声验证算法的抗干扰能力。最后，构建多用户电力线载波通信系统实验平台，并从硬件和软件两个方面阐述了该系统。硬件方面，重点对模拟前端的发送和接收链路进行模块化设计，详细分析电路原理及元件参数选取；软件方面，给出了系统收发主体构架及主要功能模块的实现。最终，在实验室环境下测试系统的正常通信功能，并在不同噪声环境下观测上位机软件中通信成功率及误比特率，验证算法的抗干扰性能。关键词：低压电力线通信；资源分配；OFDM；

7、多用户；混合业务-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofsmartgrid,expandingoftraffictypeandusercategories,thetraditionalpowerlinecarriercommunicationtechnologyseemsunabletomeetthegrowingtransmissionrateandqualityofservice.Currently,mostcarriercommu

8、nicationterminalhasusedadvancedOFDMtechnologytoimprovesystemcapacityandanti-interferenceperformance,butthespectrumefficiencyofthesystemislowandthereisstillsomeaspectstobeimproved.Dynamicresourceoptimizetechnologyisaneffectivemeasuretoimproveth