【正文】
等效濾波器,可由一對(duì)基本的正交鏡像濾波器(QMF)計(jì)算得到[4,7],其中,低通濾波器對(duì)應(yīng)尺度函數(shù),高通濾波器對(duì)應(yīng)所選定的小波。因此,在多載波系統(tǒng)的發(fā)送端,各子載波信號(hào)的合成相當(dāng)于小波的重構(gòu)。在接收端,對(duì)各子載波信號(hào)的提取相當(dāng)于小波的分解。一個(gè)具有N1階層的快速二進(jìn)小波Mallat小波重構(gòu)算法。 Mallat小波重構(gòu)算法g (n)和/r(n)分別對(duì)應(yīng)于具有完全重構(gòu)性質(zhì)的QMF組的低通和高通濾波器的離散沖激響應(yīng)。 。經(jīng)過(guò)多速率轉(zhuǎn)換和濾波器的級(jí)聯(lián)運(yùn)算,圖3可以等效為一個(gè)N通道的濾波器組, N通道重構(gòu)濾波器組 ,前N1個(gè)通道( 0,1,...,N2}分別對(duì)應(yīng)圖3中不同階層的高通濾波器的分支,而最后一個(gè)通道N1對(duì)應(yīng)第N 1階層的低通濾波器分支,它與通道N 2處于同一階層。這樣,各通道的采樣系數(shù)ni和等效濾波器hi(n)可表示如下:(6)(7)式中:II表示多個(gè)濾波器的級(jí)聯(lián)卷積運(yùn)算。g(n)和h(n)的長(zhǎng)度L與所選定的離散小波函數(shù)基有關(guān),各通道的濾波器長(zhǎng)度Li可表示為[8] 。(8)因此,用正交小波濾波器組表示的多載波傳輸系統(tǒng)與圖2所示的結(jié)構(gòu)相似,不同之處是,要用式(6)所示的各子通道的增采樣系數(shù)(或減采樣系數(shù))和式(7)所示的通道濾波器組代替圖2中的相應(yīng)項(xiàng)。此時(shí),各子通道的正交性可表示為:(9)式(9)中的求和區(qū)間是由濾波器的長(zhǎng)度決定的。前面所述的傳統(tǒng)OFDM和基于小波的正交多載波傳輸系統(tǒng),在理想信道上均可實(shí)現(xiàn)各子通道的完全正交,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在各子通道上無(wú)相互干擾的并行傳輸。但是,實(shí)際低壓電力線信道并非理想信道,它所具有的多徑效應(yīng)必然會(huì)影響各子通道的正交性,造成ICI和ISI。 低壓電力線通道模型可表示為一個(gè)多徑模型。文獻(xiàn)[ 10]在此基礎(chǔ)上根據(jù)實(shí)際測(cè)量結(jié)果歸納出了一個(gè)更簡(jiǎn)化的時(shí)域模型,在離散時(shí)間下,低壓電力線的通道沖激響應(yīng)hch(n)可表示為:(10)式中:T為正整數(shù),表示通道的超量延遲(excessdelay),標(biāo)準(zhǔn)化為傳輸通道上信號(hào)采樣周期的倍數(shù)。 (6)表示的速率變換系數(shù),基于濾波器組的多載波系統(tǒng)發(fā)送端所送出的信號(hào)y(n)為:(11)由式(10)和式(11)可得到接收端接收到的信號(hào)r(n)為:(12) 因此,利用式(9)和式(12)可將接收端的子通道的輸出表示為:(13)式(13)最后一個(gè)等式右邊包括3項(xiàng),第1項(xiàng)為所需信號(hào),第2項(xiàng)和第3項(xiàng)均為干擾信號(hào),分別對(duì)應(yīng)于ISI和ICI。不失一般性,假定不同子通道的數(shù)據(jù)獨(dú)立不相關(guān),同一通道不同時(shí)刻的數(shù)據(jù)也不相關(guān),即有:(14)因此,根據(jù)式(13)所示的ISI和ICI項(xiàng),可以得到如下衡量ISI和ICI功率大小的表達(dá)式:(15)式(15)中,k和m的實(shí)際取值范圍可根據(jù)濾波器的長(zhǎng)度選定,對(duì)基于小波濾波器組的多載波傳輸系統(tǒng),其各子通道的濾波器長(zhǎng)度由式(8)決定,而傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)的濾波器長(zhǎng)度均與子通道數(shù)相同。 系統(tǒng)結(jié)果根據(jù)某實(shí)際低壓電力線上的測(cè)量結(jié)果,式(10)所示二徑通道模型中的超量延遲約1,假設(shè)需要在通道上傳輸2 MHz帶寬的信號(hào),最低采樣率為4 MHz,則標(biāo)么化的超量延遲為。在此通道上,根據(jù)式(15)進(jìn)行數(shù)字仿真,得到兩種多載波傳輸系統(tǒng)每個(gè)子通道ISI和ICI的功率值。傳統(tǒng)OFDM的濾波器組的離散沖激函數(shù)由式(5)得到,而基于正交小波基的OFDM濾波器組則由式(7)得到,其中基本低通濾波器(g(n))和高通濾波器(h(n))由所選定的小波決定,這里考慮了Haar小波和Daubenchies 小波族的2階、3階、4階、5階小波。 考慮到ISI和ICI對(duì)于系統(tǒng)有用信號(hào)來(lái)說(shuō)都是不需要的干擾量,兩者本質(zhì)上并無(wú)任何區(qū)別,因此,可以綜合考慮它們對(duì)信號(hào)傳輸性能的影響。,所有子通道平均ISI和ICI標(biāo)準(zhǔn)功率累加的比較??梢钥闯觯谛〔∣FDM的綜合干擾明顯低于傳統(tǒng)OFDM,并目_隨濾波器長(zhǎng)度的增加,綜合干擾迅速降低。當(dāng)然,在濾波器長(zhǎng)度增加到一定的數(shù)值后,干擾降低的趨勢(shì)也會(huì)放慢。子載波(或通道)數(shù)OFDM表示傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng),D4,D6,D8,D10分別表示Daubenchies小波族的2階~5階小波,其離散小波的濾波器長(zhǎng)度分別為4,6,8,它實(shí)質(zhì)上是1階Daubenchies小波。參 考 文 獻(xiàn):[1] NOB. WEB DPL Ltd Power line line (DpL) 1000 product set [DB/OL] . nor webdpl .[2] Proceedings of the 1th9th lntemational Sympositum on Power Line Communications and Its Applications[ DB/OL]. . ulie /~isplc。2000 / index htm ][3] Klaus Dostert Power line Comunications [M]Prentice Hall PTR ,2001[4] Gorge Jee Con Edison Demonstration of the Teachnical Viability of PLC System on Medium and Low Voltage Lines in the United States[J]. IEEE Communications Magazine 2003 (5): 108一112[5] Power Utilities A lliance (PUA) White Paper on Power Line Communication (PLC)[C] 2004. 10.[6] 齊淑清. 美國(guó)聯(lián)合電力線通信協(xié)會(huì) (UPLC) 2002年年會(huì)綜述[J]電力系統(tǒng)通信,2003 24( 4): 13 16[7] MPT 1570 Radiation L in its and Measurement Specification[ S]. 2003.[8] Federal Communications Comm ission (FCC) Repo and Order United States of America [R] . 2004. 10[9] ITUK60 Emission lin ids and test methods for Telemunication Network[ S]. 2003[10] Xiang zhen L j B ing zhen Zhap Liping Wang Zhining Shen The Characteristic of power lines at High Frequencies on China 220/380V Distribution Power System and Communications Networks Infrastructurefor the Future Beijing 2002 9[11]李祥珍電力線高速數(shù)據(jù)通信模型研究報(bào)告[R]中國(guó)電力科學(xué)研究院實(shí)用化45Mbps高速PLC的研究和開(kāi)發(fā)[12]何海波,低壓電力線高頻載波通信中信號(hào)反射現(xiàn)象的復(fù)小波研究[J]中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2002, ( 6): 37.[13]王喬晨 低壓配電網(wǎng)電力線高頻噪聲的測(cè)量與分析[J]電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化,2002, ( 1): 1216[14] 王繼業(yè) 中電飛華PLC寬帶運(yùn)營(yíng)試驗(yàn)[J]電力系統(tǒng)通信,2005,26(1):13[15] 趙丙鎮(zhèn),李湯,李祥珍,[J]電力系統(tǒng)通信,2005, 26( 1): 4 8致 謝在即將結(jié)束的大學(xué)本科生活之際,我首先感謝母校XX大學(xué),給我一個(gè)良好的學(xué)習(xí)成長(zhǎng)與自我鍛煉的環(huán)境。感謝各個(gè)傳教授業(yè)的任課老師把我?guī)隭X的行業(yè),讓我在本科階段學(xué)有所長(zhǎng)。感謝生活在一起的同學(xué)給我生活與學(xué)習(xí)上的充實(shí)與幫助,感謝我的輔導(dǎo)員老師在理想道路上的指引,感謝畢業(yè)設(shè)計(jì)老師在最后時(shí)刻對(duì)我學(xué)業(yè)的敦促與指導(dǎo)。感謝各位專(zhuān)家和評(píng)委耐心審閱我的論文。對(duì)所有曾經(jīng)給我理解、關(guān)心與溫暖的朋友,最后道一聲: