基于LPLC-OFDM系统的LDPC码改进算法的研究
近年来，利用低压电力线载波(Low-voltage Power Line Carrier, LPLC)进行数据传输的研究引起了人们的关注和重视。正交频分复用(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing，OFDM)技术优势明显，主要表现为:抗干扰能力强、频带利用率高、抗码间干扰的能力强等等。OFDM技术的优势恰好可以克服LPLC信道中的各类干扰，保证数据在LPLC系统中高效传输。低密度奇偶校验码(LowDensity Parity Check，LDPC)具有良好的编、译码性能。 本文在此背景下介绍LPLC的信道特性，分析了LPLC信道环境。研究了LDPC理论和译码改进算法，并且仿真分析这些算法的性能。根据LPLC的特性，构造低压电力线正交频分复用技术的通信系统。对LPLC-OFDM系统性能进行仿真分析。主要内容有: 第一，介绍了LPLC信道、OFDM和LDPC码的研究背景、意义以及国内外发展现状。 第二，研究LPLC的信道特性。仿真了Manfred&Klaus模型、自回归(AR)模型和非递归型滤波器(FIR)模型。通过对比分析三种模型的特性，FIR模型能较好的展现LPLC信道多径的特性，而且运用简单的时延和叠加就实现了信号在LPLC中的传输，这种模型对于程序设计也很方便。故选择FIR模型作为LPLC系统的信道模型。 第三，研究了LDPC码理论，改进了LDPC译码算法。仿真分析了多种译码算法的性能。改进译码算法是根据对数域BP(LLR BP)译码的思想，利用逼近置信函数的方法对LLR BP算法进行改进，其实就是将置信函数进行三阶泰勒展开并修正，而后对这种算法进行了性能仿真和分析。 第四，构造低压电力线正交频分复用技术的通信系统，这个系统考虑了LPLC通信信道的特点，将OFDM技术应用在LPLC线路中。首先将LPLC-OFDM系统中各个功能模块逐个分析研究。调制解调方式用BPSK和QPSK，有效改观了系统的复杂度和误码率。对子载波进行预共轭处理，保证傅里叶逆变换之后只存在实信号。LPLC信道的完备响应根据PSAM信道估计方式得出。根据信道的特性选取信道带宽、信道最大时延等参数，最终确定OFDM中的参数，并构建LPLC-OFDM系统。 第五，对LPLC-OFDM系统性能仿真分析。从编码、预共轭、补偿条件、子载波个数等方面对系统进行仿真。最后对维特译码、LDPC译码和改进译码算法在系统中的的性能进行仿真。
电力线载波通信;正交频分复用;低密度奇偶校验码;信道特性;译码算法;调制解调
天津师范大学
硕士
电路与系统
刘瑞安
2016
中文
TN913.6;TN919.32
59
2016-08-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）