基于OFDM-OQAM系統(tǒng)的電力線通信信道特性分析

唐波　王陽(yáng)　朱兵　韓輝　朱筆揮

摘? ?要：針對(duì)電力線通信（PLC）中傳統(tǒng)的OFDM技術(shù)頻譜利用率低的問(wèn)題。在簡(jiǎn)述OFDM-OQAM系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上，對(duì)各子載波上的數(shù)據(jù)流和原始濾波器對(duì)應(yīng)的頻域以擴(kuò)展的方式進(jìn)行處理，通過(guò)定義原型濾波器頻域響應(yīng)并進(jìn)行轉(zhuǎn)變以實(shí)現(xiàn)多相網(wǎng)絡(luò)，最后對(duì)OFDM和OFDM-OQAM在高白信道下的誤碼率性能、雙選信道下的誤碼率性能、信號(hào)功率譜密度和系統(tǒng)計(jì)算復(fù)雜度進(jìn)行仿真對(duì)比分析。

關(guān)鍵詞：OFDM;OFDM-OQAM;頻域擴(kuò)展;多相網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號(hào)：TN914.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：Aiming at the problem of low spectrum utilization of traditional OFDM technology in power line communication（PLC）. Based on a brief description of the model of OFDM-OQAM system， the data stream on each subcarrier and the corresponding frequency domain of the original filter are processed in an extended manner. The multi-phase network is realized by defining the frequency domain response of the prototype filter and transforming it. Finally，the BER performance and double selection of OFDM and OFDM-OQAM in high white channel are discussed. The BER performance， power spectral density and computational complexity of the system are simulated and compared.

Keywords：OFDM;OFDM-OQAM;frequency domain expansion;multiphase network

為了提升移動(dòng)通信的效率，多載波調(diào)制（MCM）作為高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高速率傳

輸[1]。其中，正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)作為MCM的一種，具有降低了符號(hào)間干擾（ISI）、復(fù)雜度低等特點(diǎn)[2-4]。然而OFDM在多用戶同時(shí)接入后，將損耗傳輸功率并伴隨帶外泄露等問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致載波間干擾（ICI）[5-7]。

由于OFDM系統(tǒng)固有屬性的問(wèn)題，隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，為了進(jìn)一步應(yīng)對(duì)新場(chǎng)景的需求并提升傳輸速率，OFDM-OQAM技術(shù)得到了廣泛關(guān)注。同時(shí)，OFDM-OQAM技術(shù)已成為電力線通信（PLC）重點(diǎn)研究方向[8]，相比OFDM技術(shù)，OFDM-OQAM技術(shù)通過(guò)引入具有較強(qiáng)時(shí)頻聚焦性的濾波器，可將復(fù)數(shù)域正交條件拓展至實(shí)數(shù)域，從而降低信號(hào)帶外泄露，提高抗ISI、抗ICI和頻譜利用率[9]。隨著IFFT/FFT系統(tǒng)復(fù)雜度的降低，OFDM-OQAM技術(shù)逐漸投入實(shí)際應(yīng)用。

為了提高電力線通信（PLC）中OFDM技術(shù)的頻譜利用率，以O(shè)FDM-OQAM系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)低復(fù)雜度方法的對(duì)比分析作為研究目的，從計(jì)算復(fù)雜度和頻域均衡兩個(gè)方面對(duì)多相網(wǎng)絡(luò)和頻域擴(kuò)展進(jìn)行研究。最后對(duì)OFDM和OFDM-OQAM在高白信道下的誤碼率性能、雙選信道下的誤碼率性能、信號(hào)功率譜密度和系統(tǒng)計(jì)算復(fù)雜度進(jìn)行仿真對(duì)比分析。

由圖9可知，隨著傳輸數(shù)據(jù)量的增加，OFDM和OFDM-OQAM系統(tǒng)的計(jì)算復(fù)雜度均呈現(xiàn)指數(shù)型增加，當(dāng)傳輸數(shù)據(jù)量大于100時(shí)，計(jì)算復(fù)雜度差異性表現(xiàn)明顯，且OFDM計(jì)算復(fù)雜度最低驗(yàn)證了本文的分析。同時(shí)，OFDM-OQAM系統(tǒng)的多相網(wǎng)絡(luò)和頻域擴(kuò)展的計(jì)算復(fù)雜度隨著重疊因子 的增大而增大。此外，當(dāng)重疊因子 相同時(shí)，OFDM-OQAM系統(tǒng)的頻域擴(kuò)展計(jì)算復(fù)雜度大于OFDM系統(tǒng)。

4? ?結(jié)? ?論

基于OFDM-OQAM系統(tǒng)對(duì)電力線通信信道特性進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，基于多相網(wǎng)絡(luò)的OFDM-OQAM系統(tǒng)的計(jì)算復(fù)雜度略高于OFDM，但帶外信號(hào)衰減性能明顯高于OFDM系統(tǒng)。因此，OFDM-OQAM系統(tǒng)可提升電力線通信信道傳輸性能。

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