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电力线通信具有网络分布广、无需重新布线和维护方便等优点。近年来,低压电力线通信被看成解决信息高速公路“最后一公里”问题的一种方案,在国内外掀起了一个新的研究热潮。正交频分复用技术具有极高的频谱效率和良好的抗多径干扰能力,正适合用于电力线通信系统。
但是电力线信道的恶劣情况限制了通信速率和质量的提高,因此如何进一步提高电力线通信性能,实现高速、可靠的长距离通信,依赖于对通信信道特性的准确把握。在这种情况下,电力线噪声分析以及电力线信道估计等工作显得尤为重要。
本文正是对基于OFDM技术的电力线通信系统中信道估计算法进行了研究,并在此基础上实现了信道估计模块,使之用于实际系统。
首先,介绍了电力线通信的基本情况与OFDM技术的原理与其中关键技术;其次,研究了一般的电力线信道以及无线多径时变信道的统计特性,研究了电力线信道中的噪声特性并对其建模分析;第三,研究了当前常用的基于导频的信道估计方法,包括LS估计、MMSE估计、改进的MMSE估计、近似的方法等,并给出了相关的具体例子。其中特别介绍分析了一种基于时域伪随机序列的信道估计算法。仿真结果表明,基于时域伪随机序列的信道估计算法适合于本次通信系统。另外,考虑到实现的复杂度以及系统的利用率,基于时域伪随机序列的信道估计算法优势很明显,因此将其作为本系统采用的信道估计方案:最后,基于FPGA实现了系统中的信道估计模块,主要包括相关器的设计以及均衡器的设计,通过仿真和实际中的运用证明了其可行性。