[發明專利]一種電力線通信系統中信號干擾噪聲比的盲估計方法

有效

• 申請號: 201410020945.X
• 申請日: 2014-01-17
• 公開（公告）號: CN103825848B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 李有明;鄒婷;雷鵬;郭濤;李程程;季彪
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04B3/54;H04L27/26
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙)33226
• 代理人: 周玨

技術領域

本發明涉及一種電力線通信技術，尤其是涉及一種電力線通信系統中信號干擾噪聲比的盲估計方法。

背景技術

電力線通信（Power?Line?Communication，PLC）技術是指利用電力線傳輸數據和媒體信號的一種通信方式。與傳統的無線通信相比，電力線通信具有機械強度高、可靠性好等優點，同時由于電力線通信不需要線路的基礎建設投資和日常的維護費用，因此具有較高的經濟性。隨著互聯網在全球范圍的迅速發展和用戶對新業務服務要求的不斷增加，電力線通信價格低廉、提供寬帶服務等優點將會有巨大的發展空間，同時，電力線通信也是智能電網、智能家居等熱點建設性項目的關鍵技術。由于電力線最初的設計是為了傳輸電能，因此如果要將其用于高速信號的傳輸，則存在許多問題有待解決。首先，由于電力線信道傳輸阻抗的不匹配，因此信號在網絡的節點上會發生反射和折射，造成多徑衰落現象。電力線通信結合OFDM（Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing，正交頻分復用）能夠有效的解決這個問題，OFDM是一種特殊的多載波調制技術，該技術的本質思想是將信道分成若干個正交子信道，然后把傳輸速率相對較高的數據流分割成多個并行傳輸的傳輸速率較低的子數據流，分別調至不同的正交子信道進行傳送，這樣就能將多徑衰落信道轉換成相對平坦的子信道，能夠有效的對抗電力線通信中的多徑衰落。因此，OFDM電力線通信技術也成為現階段研究的重點。

電力線通信系統中的噪聲是影響信號傳輸的一個非常重要的因素。由于電力線通信系統中各種負載的接入，因此會導致噪聲異常豐富，并且呈現出非高斯、非白、非平穩的特性。電力線通信系統中的噪聲主要分為兩類，一類是背景噪聲（包括有色背景噪聲、窄帶噪聲），背景噪聲隨時間緩慢變化，其平均功率較小，但頻譜很寬，并且持續存在，有可能部分或全部覆蓋信號頻譜；另一類是脈沖噪聲（包括與工頻異步的周期性脈沖噪聲、與工頻同步的周期性脈沖噪聲、隨機脈沖噪聲），脈沖噪聲的時變性強，當出現這些噪聲時，功率譜密度會突然上升，數據傳輸會造成很大的誤差。電力線通信系統中的許多問題都要對噪聲進行準確的分析和建模，目前，有很多關于電力線通信系統中噪聲建模的研究，背景噪聲的建模手段已經比較成熟，背景噪聲可以由高斯白噪聲通過AR模型所得，也可用Nakagam分布函數來描述背景噪聲的幅度；脈沖噪聲的建模研究比較少，有研究提出一種基于分群的馬爾科夫鏈的脈沖模型，還有用Middleton?Class?A噪聲模型來描述脈沖噪聲等。

信號干擾噪聲比（SINR）是通信系統中的一個重要參量，信號干擾噪聲比的準確估計是OFDM電力線通信系統進行比特加載、功率控制等的主要依據。傳統的信號干擾噪聲比估計方法是以檢測信號的均值與方差的比值作為信干噪比，雖然這種方法計算復雜度較低，但是只適用于信道質量較好的通信信道，并不適合噪聲復雜的電力線通信信道。而現階段在電力線通信系統中關于信號干擾噪聲比的研究很少，因此有必要研究電力線通信系統中的信號干擾噪聲比技術。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種電力線通信系統中信號干擾噪聲比的盲估計方法，其充分考慮了電力線通信信道中所有噪聲的情況，能夠準確有效的估計出電力線通信系統中的信號干擾噪聲比，且計算復雜度低。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種電力線通信系統中信號干擾噪聲比的盲估計方法，在電力線通信系統中采用OFDM多載波調制技術，并且電力線通信信道采用多徑模型，其特征在于該盲估計方法包括以下步驟：

①假設電力線通信信道有h條路徑，則h條路徑的傳遞函數表示為H(f)，其中，h≥1，f表示h條路徑的傳輸頻率，1≤i≤h，g_i表示第i條路徑的衰減系數，e表示自然基數，j為虛數表示符號，τ_i表示第i條路徑的時延，d_i表示第i條路徑的長度，A(f,d_i)表示第i條路徑的衰減因子，a₀和a₁均為衰減因子的衰減系數，f^q表示f的q次方；

同時，確定采用Nakagami模型描述背景噪聲的幅度，并采用Middleton?Class?A模型描述脈沖噪聲的幅度；