0 مقدمة
أهداف السلطة خط الاتصالات لتوفير خدمات الإنترنت عالية السرعة باستخدام البنية التحتية للكهرباء الموجودة في السنوات الأخيرة بفضل انخفاض تكلفته، تغطية واسعة، لم يكن هناك أسلاك إضافية ميزة تركيب المزيد والمزيد من الاهتمام . وقد أظهرت الدراسات أن والتكنولوجيا MIMO دون زيادة عرض النطاق الترددي النظام إلى فرضية معدل انتقال الطبقة المادية للنظام PLC نحو رفع مرتين . ولكن نظرا لقربها من الخط على ثلاث مراحل، والاتصالات خط كهرباء بين MIMO (خط كهربائي الاتصالات، PLC) قناة جود علاقة معينة ، مما أدى إلى تدخل مشترك بين قناة موجودة، مما يحد من قدرة القناة. وهكذا، والقضاء على التدخل على نحو فعال بين القناة PLC MIMO، والحد من تعقيد الطرف المتلقي، فقد أصبح البحث الساخنة الاتصالات MIMO النطاق العريض خط السلطة.
معظم الأدب أساسا حول النمذجة MIMO PLC قناة والقضاء على الضوضاء نبض . Precoding التكنولوجيا، وثيقة لتقديم خطة precoding MIMO على أساس التقسيم المكاني متعامد مضاعفة (متعامد المكانية المتعدد، OSM) من خلال عملية التناوب الرموز الإرسال إدخال التعامد بين الرموز التي تنتقل، واحد فك رمز تسهيل أقصى قدر من كشف احتمال في نهاية الاستقبال. ولكن تعقيد كشف أقصى احتمال لا تزال مرتفعة جدا، لا يفضي إلى الاستخدام العملي. وثيقة لأنظمة MIMO PLC مشكلة تدخل شارك في قناة النطاق العريض، يقترح طريقة الترميز قبل كتلة diagonalization. ومع ذلك، تقترح هذه الوثيقة قيود تدخل الصفر يقتصر تطبيق. وثيقة لويد خوارزمية تقوم على ناقلات كتاب كود تكميم تهيئتها مسبقا، ولكن يتطلب عددا من التكرارات الخوارزمية، وارتفاع التعقيد.
تهدف إلى نظام MIMO PLC هو التعقيد الحسابي عالية جدا معكوس مشكلة ينطوي على معادلة تلقي النهاية، لتوفير التغذية المرتدة محدود precoding مصفوفه جاكوبي الثنائي على أساس تجزئ القيمة المنفردة (المفرد قيمة التحلل، SVD)، أي أقل من التحويل عن طريق جاك SVD التعقيد الحسابي، ويمكن تحسين أداء BER على نحو فعال.
معظم أجهزة المودم PLC فقط باستخدام المرحلة P-N، أي SISO التكوين (واحد الإدخال والإخراج واحد، SISO). في أوروبا والصين وأجزاء أخرى كثيرة من العالم، والكابلات الكهربائية المنزلية جود فايرواير (المرحلة، P) هو مبين في الشكل 1، خط الصفر (محايد، N) والأرض وقائية (واقية الأرض، PE) من التكوين ثلاثة أسلاك، ثم 3 باستخدام التفاضلية ومرحلة وضع المشتركة قد تكون مؤلفة من عدد وافر من إرسال واستقبال مسارات MIMO PLC تكوين المنفذ.
MIMO PLC نموذج النظام وفقا لصيغة (1):
في هذه الورقة، وثيقة تعتبر قناة ارتباط قناة خلط أساليب النمذجة قناة MIMO PLC النمذجة قناة، أكبر الأثر على الضوضاء النبضية باستخدام نموذج الضوضاء وثيقة ميدلتون A هو النموذج الضوضاء.
2 قبل الترميز الثنائي جاكوبي
2.1 قناة التحول الأساسي مصفوفة
منذ مصفوفه جاكوبي الثنائي (اثنان من جانب وجاكوبي، TSJ) خوارزميات ينطبق عادة فقط إلى مصفوفة متماثلة الحقيقية ، ومصفوفة القناة مصفوفة معقدة، فمن الضروري لتحويل معقدة قناة مصفوفة مصفوفة متماثلة الحقيقية. يتم تحويل H مصفوفة لأول مرة في هيرميت مصفوفة A:
حيث = -. من مصفوفة التحويل المذكورة أعلاه يتم تحويل لالحقيقي متماثل مصفوفة C، فإنه يمكن عندئذ أن تتحلل باستخدام مصفوفه جاكوبي شكل مصفوفة SVD فيتربي الخوارزمية.
2.2 التحول جاكوبي الثنائي
نظم MIMO تتطلب precoding المصفوفة إلى جهاز الإرسال، وبالتالي تحقيق الاستفادة المثلى من معلمات الإرسال أمر بالغ الأهمية للحد من النفقات العامة ردود الفعل. ولتحقيق هذا الهدف، حقيقي متماثل مصفوفة H إلى C. TSJ من خلال خوارزمية تكرارية مستمرة عناصر المصفوفة C-قطري التقليل.
C مصفوفة متعامدة تكرارية تحديث جاكوبي تحقيق التحويل.
عندما العناصر غير قطري من المصفوفة هي قريبة جدا من الصفر، فإنه يمكن تحديد الغايات عملية مصفوفه جاكوبي. . تحويل مصفوفه جاكوبي precoding خوارزمية الرسم البياني هو مبين في الشكل 2، والخطوات الرئيسية للخوارزمية هي كما يلي:
(1) يساوي اليمين فريدة مصفوفة V مصفوفة التحويل مضروبة في مصفوفة التناوب، i هو التكرار ط مصفوفه جاكوبي مصفوفة تشى نسبة من مرحلة التناوب.
3 محاكاة وتحليل الأداء
الوثيقة استنادا يتم تأسيس النظر في قناة ارتباط MIMO PLC نموذج قناة الهجين، أداء المحاكاة في منصة MATLAB 2013b، وعدد من المحاكاة إلى 1000 مرة. المعلمات المحاكاة في الجدول 1.
لتقييم أداء تحويل الخوارزمية مصفوفه جاكوبي الثنائية لحساب قيمة فريدة بين القيم فريدة من الخوارزمية l مصفوفه جاكوبي التي تم الحصول عليها والدعوة SVD يأتي ظيفة MATLAB الناتجة مربع الخطأ نفسه، كما هو الحال في صيغة (22) مبين، ل يدل هوائي مؤشر. كل القيم المفردة تعني مربع الخطأ المحاكاة نتيجة هو مبين في الشكل (3)، ويمكن ملاحظة أن كلا من الخطأ مربع يعني أقل من 10-30، وبالتالي فإن دقة حساب الطريقة المقترحة وظيفة SVD في MATLAB موحدة إلى حد كبير.
حساب معامل الربح قناة التي حصل عليها الخوارزمية المقترحة و H11 بين قناة عامل كسب صحيح hreal يعني خطأ مربعا، كما هو مبين في الشكل. 4، وكلاهما أمر من متوسط الروافد خطأ مربع 10-29. معامل الربح قناة النتائج الأخرى المماثلة، مما يوحي بأن جاكوبي الخوارزمية هو الحفاظ على الطاقة. التحليل، منذ مصفوفة قناة تفعل كل التباديل والتحول الوحدوي، وبالتالي لا يؤثر على نظام الطاقة.
الرقم تحليل 5 من العلاقة بين كل BER تدفق البيانات ونقل SNR MIMO على الميناءين. كما يمكن أن يرى، والتيارين هي في الأساس نفس الأداء نسبة الخطأ، وقريبة جدا من BER النظري. وهذا يدل على precoding هنا وعملية فك لا يدخل ضجيج إضافية.
الخطأ المعياري بين حجم ناقلات خطأ كوكبة (خطأ ناقل قوته، EVM) تلقى كوكبة العودة إلى معادلة الأصلي قد يعكس التطبيع. خطأ كوكبة معيار ناقلات حجم استخدمت لتحليل تأثير بت تكميم على أداء النظام. لتحليل تأثير الضوضاء تكميم، ثم محاكاة دون إدخال الضجيج المضافة الأخرى. 6، وعدد البتات تكميم، وEVM تتقارب تدريجيا. عندما يكون عدد البتات تكميم 16، EVM أقل من 03/10، عندما كوكبة تلقى هو قريب جدا من كوكبة القياسية الأصلية.
4 خاتمة
هذه المقالة الصفر مما اضطر نظام الترميز قبل لالتقليدية خوارزمية PLC MIMO لمشكلة معكوس عالية التعقيد، فإن خوارزمية تشفير استنادا جاكوبي منخفضة التعقيد تحويل الثنائي من قبل SVD. تساوي قيمة التي حصل عليها القيم الفريدة وظيفة SVD فريدة والدعوة MATLAB جاكوبي الخوارزمية التي تم الحصول عليها، مما يؤكد فعالية وظيفة الهيكل SVD الخوارزمية. في نفس الوقت قريب جدا من بت خطأ النظرية أسعار BER، مما يدل على MIMO مسبقا الترميز عملية لا يدخل ضجيج إضافية. قبل الترميز الخوارزمية المقترحة في هذه الورقة يوفر طريقة المحاكاة ذات قيمة عملية من أجل الحد من التعقيد الحسابي معكوس له أهمية كبيرة لتعزيز تعدد المدخلات المتعددة النطاق العريض خط كهرباء بحوث تكنولوجيا الاتصالات الناقل والتطوير والتطبيقات الهندسية في الشبكة الذكية .
مراجع
تشى الذهب جيدة، وتشن شيويه بينغ، وليو شياو شنغ. المرحلي للقوة خط تكنولوجيا الاتصالات الناقل الجهد المنخفض . تقنية نظام الطاقة، 2010 (5): 161-172.
STADELMEIER L، SCHILL D، SCHWAGER A، وآخرون al.MIMO للاتصالات خط كهرباء inhome مؤتمر .International ITG على المصدر وقناة الترميز (SCC)، أولم: VDE، 2008: 1-6.
BERGER L، SCHWAGER A، PAGANI P، وآخرون al.MIMO الاتصالات خط كهرباء استطلاعات .IEEE الاتصالات ودروس، 2015،17 (1): 106-124.
TOMASONI و، RIVA R، BELLINI S.Spatial تحليل الارتباط ونموذجا للفي المنزل MIMO قنوات خط كهرباء ندوة .IEEE الدولية للطاقة خط الاتصالات وITS Applications.Beijing: IEEE الصحافة، 2012: 286-291.
Caowang بن والجماعات يين، Xiezhi يوان، الخ موضوع الإدخال متعدد الناتج النطاق العريض خط الكهرباء الناقل نموذج قناة اتصال الجمعية الصينية للهندسة الكهربائية، 2017،37 (4): 1136-1141.
تطبيق Xiezhi يوان، أحمر جيا وى، بطل. ماركوف المخفية نمذجة الضوضاء النبضية التكنولوجيا الالكترونية، 2014،40 (9): 98-100.
ورقة يونيو، Sunhong يانغ وانغ، وآخرون .. وهناك طريقة مناسبة لنمذجة الضوضاء الخلفية من قنوات الاتصال خط الكهرباء منخفضة الجهد جامعة تشونغتشينغ للبريد والاتصالات (العلوم الطبيعية)، 2015،27 (6): 722-727.
HU X، تشن Z، يين F.Impulsive إلغاء الضوضاء لMIMO الاتصالات خط كهرباء .Journal الاتصالات، 2014،9 (3): 241-247.
VO T N.MIMO التقنيات لتخصيص النقل والموارد في مجال الاتصالات خط كهرباء في المنزل .Tlcom بريتان: جامعة دي بريتان OCCIDENTALE 2015.
الطريقة precoding Wuyun ون قوه جين أغنية، وو هاى دونغ، الخ النطاق العريض خط الكهرباء الناقل نظام MIMO تدخل إلغاء . حماية السلطة نظام والسيطرة، 2015 (3): 123-126.
الجناح L L.Linearly لقيود تعميمها خوارزمية لويد لخفض codebook ناقلات تكميم المعاملات .IEEE على معالجة الإشارات، 2001،49 (7): 1501-1509.
زو T، S فانغ، يانغ X، وآخرون استنادا جاكوبي-al.A خوارزمية موازية لحسابات مصفوفة معكوس مؤتمر .International على الاتصالات اللاسلكية والإشارة Processing.IEEE، 2013: 1-5.
الكاتب المعلومات:
لين هوان 1، 2 لى شيانغ
(1. كلية الاتصالات وهندسة المعلومات، جامعة تشونغتشينغ للبريد والاتصالات وتشونغتشينغ 400065، الصين؛ 2. مختبر مفتاح من الجيل المقبل من النطاق العريض للاتصالات المتنقلة، جامعة تشونغتشينغ للبريد والاتصالات وتشونغتشينغ 400065، الصين)
