当前在电力线通信的传输过程中,使用的主流技术是正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) [5]。原因是以往经常使用的调制方式,例如QPSK,FSK等都存在着频带利用率低的缺陷,这导致这些调制方式只能适用于低速传输的场合,一旦到了高速传输的情形,其最大传输速率不能满足实际使用的需要,而OFDM能够高效地解决传输过程中频带稀缺的问题。
使用电源网络连接互联网,其载波频率从500千赫到20兆赫,从而必须考虑能传输语音和数据信号的高速数据通路。为了开发合适的通信系统和规划电力线的通信网络,需要对上述频率范围内的电源网络的传输特性进行测量,并以此为基础建立模型[6]。这些模型由于都处于高速传输的范畴,所以都是以OFDM为基础进行模型建立的。25221
发展至今,已经有许多较为成熟的文献针对OFDM系统进行了信道估计的研究。接受序列在经过信道后会在幅度和相位上出现失真,并被引入噪声[7]。信道估计需要做的工作,是对接受序列传输前后的差异进行比较,进而获得信道的时域频域传输特性。可以这么说,OFDM技术中数据解调与均衡的基础就是信道估计。对于OFDM技术而言,虽然其凭借频带利用率高和能抗多径传输的特点成为实现电力线在高频率状况下传输的可靠方案,但是与此同时电力线信道还具有信号衰减严重、干扰强烈、时变性等固有特点,因此信道估计对OFDM技术的发展有着重要的意义,在其基础上才可以更好地进行信道检测,从而实现数据解调与均衡。论文网
作为OFDM不可缺少的一部分,信道估计的结果越精确,则整个系统的工作性能也会得到极大得提升。根据在估计过程中辅助数据的使用情况,常使用以下三种信道估计算法:
盲估计
采用盲估计方法时,发送机发送未知的数据,同时不发送特殊的训练序列也不造成接收机对信道估计完成情况的影响。该方法虽然可以大幅提高了系统的频谱利用率,但为了获取正确的信道估计,接收机需要接收到足够的数据符号进行统计才能得到信道的状态信息[8]。
非盲估计
即常说的导频辅助信道估计(Pilot Symbol Assisted Modulation, PSAM)。在电力线系统中,由于系统有着时变性这一特点,导致盲道估计算法在很大程度上无法被使用。所以通常对于电力线系统,必须周期地在发送端的信号插入部分已知的导频,接收端则会采用相应的插值方法,根据接收到的导频信息来确定信道的状态信息[9]。在OFDM系统中,所使用的导频,通常是规定某些子载波在特定时刻传送训练序列,借此文持各子载波之间的相互正交性。
半盲估计
该方法本质是想同时兼顾到数据传输的效率与收敛的速度,也就是综合盲估计和非盲估计两种方法来获取想要信道状态信息。
导频插入方法通常分为梳状和块状两种。基于梳状的导频经常使用的方法是LS估计。因为梳状导频在每个OFDM符号上均匀分布,即在相同距离之间的子信道处均有导频信号[10]。因此这种导频的跟踪性能在快变信道条件下非常强,对快衰弱信道有较好的适应性。对于块状导频,每隔一定数量的OFDM符号,就会有一个符号上的所有子载波全部发送导频信号,其它符号则负责传送需要的信息。通过处理这个含有导频信息的OFDM符号,一次就能够估计所有子信道的信道信息[11]。因为在块状的插入方式中导频在频率上连续,所以对频率选择性衰落有很好的抵抗性,因此块状的导频常被运用于信道变化较慢的环境中。
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