Применение предварительной коррекции в системах с ортогональным частотным мультиплексированием : на примере PLC-систем

• Автор: Адиев, Тимур Ильдарович
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 124 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Состояние технологии передачи данных по линиям электропитания
1.1. Особенности построения систем на основе передачи данных по линиям электропитания
1.1.1. Разновидности систем на основе передачи данных по линиям электропитания и области их применения
1.1.2. Проблемы технологии передачи данных по линиям электропитания.
1.2. Ортогональное частотное мультиплексирование
1.2.1. Сферы применения OFDM: обзор проводных и беспроводных технологий на основе OFDM
1.2.2. Математическое описание формирования OFDM-сигнала
1.2.3. Текущие разработки в системах использующих OFDM-модуляцию
1.3. Компенсация межсимвольной интерференции в проводных каналах связи
1.3.1. Существующие подходы к компенсации МСИ
1.3.2. Дробно-интервальная предварительная коррекция цифрового сигнала
1.4. Выводы к главе
2. Математическое описание электромагнитных процессов в системах передачи данных по линиям электропитания
2.1. Кабельная сеть передачи электроэнергии как существенно-неоднородная многопроводная линия
2.2. Анализ электромагнитных процессов в многопроводных кабельных линиях
2.3. Определение граничных условий модели для анализа электромагнитных процессов в многопроводных кабельных линиях
2.4. Нахождение величин напряжений и токов при анализе электромагнитных процессов в многопроводных кабельных линиях
2.5. Выводы к главе
3. Математическое описание совместного применения предварительной коррекции и OFDM в передаче данных по линиям электропитания
3.1. Схемы применения предварительной коррекции в системах передачи с OFDM
3.2. Алгоритм реализации предварительной коррекции в PLC-системах
3.3. Синтез корректирующего фильтра для OFDM-сигнала
3.4. Спектральная эффективность применения коррекции OFDM-системы
3.5. Возможность применения коррекции в системах использующих OFTDM..
3.6. Последовательность определения параметров корректирующего фильтра на сеансовом уровне сетевой модели OSI
3.7. Выводы к главе
4. Реализация имитационной модели ОФДМ модулятора с дробно-интервальным предкорректором
4.1. Алгоритм вычисления коэффициентов корректирующего цифрового фильтра для имитационной модели
4.2. Блок-схемы проведения имитационного моделирования
4.3. Вероятность появления битовой ошибки при прохождении сигнала по линии электропередачи
4.4. Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список использованных сокращений
Список использованных источников
Приложение А. Фрагмент исходного текста программы для имитационного моделирования системы передачи данных по линиям электропитания с дробноинтервальным предкорректором
Приложение Б. Документы, подтверждающие внедрение результатов работы
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. В течение последнего десятилетия высокими темпами развиваются высокоскоростные технологии, растет предложение и увеличивается спрос на услуги цифрового широкополосного доступа. Потребность бизнеса и населения в телекоммуникационных услугах растет из года в год, и в настоящее время наблюдается тенденция к дальнейшему увеличению числа пользователей данных услуг. А значит, существует и необходимость в создании и развитии новых сравнительно недорогих телекоммуникационных сетей. В последнее время большой интерес вызывает возможность повышения эффективности использования существующих кабельных инфраструктур, в частности линий сети электропитания. Системы передачи данных по промышленным и бытовым электропроводам, т.н. PLC-системы (Power Line Communication), являются достойной альтернативой различным технологиям беспроводной связи. Это связано с тем, что частотный спектр в линиях электросети, в отличие, например, от жестко регламентированного радиоэфира, практически свободен. К тому же на надежность связи в проводах не влияют различные препятствия, такие как, например, железобетонные перекрытия.
Для участков линии электропитания характерной особенностью является irx разветвленность и неоднородность. Если рассматривать участок линии от трансформаторной подстанции до непосредственной абонентской розетки, то зачастую участки кабельной инфраструктуры представляют собой соединения кабелей различных типов, которые в свою очередь могут быть изготовлены из различных токопроводящих материалов. Точки соединения элементов кабельной сети выполняются сварочными, болтовыми, муфтовыми соединениями. Оплетка различных типов кабелей меняется в зависимости от условий прокладки кабеля и его технологического предназначения. Таким образом, вся сеть представляет собой явно неоднородную линию передачи с имеющимися в ней локальными неоднородностями (узлы соединений). Прибегнув к определенным приближениям, в результате которых электромагнитные процессы можно исследовать с помощью теории цепей с распределенными параметрами с применением обобщенной системы те-

мую 1т{Хкп}=Вкп, причем мнимая часть сдвигается во времени на величину 772 относительно вещественной. Классический OFDM сигнал записывается в виде выражения (без учета циклических префиксов) согласно выражению (1.1) [40]. Формирование сигнала OFDM/OQAM при разложении на комплексные составляющие может быть представлено выражением:
где Подробнее о применении фильтрующей функции ЮТА можно ознакомиться в патенте US20040252774 [45].
Из выражения (1.13) видно, что хорошо локализованный базис мы получаем, используя многофазную фильтрацию (вейвлет преобразование) (фильтрующая функция ЮТА) после преобразования Фурье (ОБПФ), исключающей использование циклических префиксов. Благодаря функции ЮТА происходит локализация спектра: формируется более крутой спад по сравнению с классическим OFDM, в результате чего уменьшаются интерференционные и внутрисистемные помехи в
*(') = £ I
л=— *=
+jbkn-jk-e>UURg{t+Tu/
n= -h» k=Nu-
77=+оо k=N„-t
(1.12)
£ dkn-/+"-^nZ(t-nT0)=
PFTDM
(1.13)