基于OFDM-OQAM系统的电力线通信信道特性分析
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摘 要：针对电力线通信（PLC）中传统的OFDM技术频谱利用率低的问题。在简述OFDM-OQAM系统模型的基础上，对各子载波上的数据流和原始滤波器对应的频域以扩展的方式进行处理，通过定义原型滤波器频域响应并进行转变以实现多相网络，最后对OFDM和OFDM-OQAM在高白信道下的误码率性能、双选信道下的误码率性能、信号功率谱密度和系统计算复杂度进行仿真对比分析。
关键词：OFDM;OFDM-OQAM;频域扩展;多相网络
中图分类号：TN914.3 文献标识码：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
为了提升移动通信的效率，多载波调制（MCM）作为高速数据传输技术可实现高质量、高速率传
输[1]。其中，正交频分复用（OFDM）技术作为MCM的一种，具有降低了符号间干扰（ISI）、复杂度低等特点[2-4]。然而OFDM在多用户同时接入后，将损耗传输功率并伴随带外泄露等问题，进而导致载波间干扰（ICI）[5-7]。
由于OFDM系统固有属性的问题，随着移动通信技术的发展，为了进一步应对新场景的需求并提升传输速率，OFDM-OQAM技术得到了广泛关注。同时，OFDM-OQAM技术已成为电力线通信（PLC）重点研究方向[8]，相比OFDM技术，OFDM-OQAM技术通过引入具有较强时频聚焦性的滤波器，可将复数域正交条件拓展至实数域，从而降低信号带外泄露，提高抗ISI、抗ICI和频谱利用率[9]。随着IFFT/FFT系统复杂度的降低，OFDM-OQAM技术逐渐投入实际应用。
为了提高电力线通信（PLC）中OFDM技术的频谱利用率，以OFDM-OQAM系统为基础，以实现低复杂度方法的对比分析作为研究目的，从计算复杂度和频域均衡两个方面对多相网络和频域扩展进行研究。最后对OFDM和OFDM-OQAM在高白信道下的误码率性能、双选信道下的误码率性能、信号功率谱密度和系统计算复杂度进行仿真对比分析。
由图9可知，随着传输数据量的增加，OFDM和OFDM-OQAM系统的计算复杂度均呈现指数型增加，当传输数据量大于100时，计算复杂度差异性表现明显，且OFDM计算复杂度最低验证了本文的分析。同时，OFDM-OQAM系统的多相网络和频域扩展的计算复杂度随着重叠因子 的增大而增大。此外，当重叠因子 相同时，OFDM-OQAM系统的频域扩展计算复杂度大于OFDM系统。
4 结 论
基于OFDM-OQAM系统对电力线通信信道特性进行了研究。研究结果表明，基于多相网络的OFDM-OQAM系统的计算复杂度略高于OFDM，但带外信号衰减性能明显高于OFDM系统。因此，OFDM-OQAM系统可提升电力线通信信道传输性能。
参考文献
[1] 任学荣.PLC宽带通信技术与应用性能之研究[J].中国新通信，2017，19（10）：91.
[2] 丁凌琦，穆道生，蒋太杰. OFDM技术应用现状分析[J].软件，2016，37（10）：130—134.
[3] 李力，宋树祥，宾相邦.基于G3-PLC及OFDM的矿用动力载波发射系统的设计[J].测控技术，2016，35（06）：21—25.
[4] 邓密文，阳佳，郭苏岭，等.浅析OFDM技术在移动通信系统中的应用[J].通讯世界，2016（01）：30—31.
[5] 王杰贵，张鹏程.对线性调频脉冲压缩雷达的多载波调制转发干擾[J].电子与信息学报，2015，37（11）：2727—2734.
[6] 马晓奇，邵滨，崔宇，等.电力线OFDM的压缩感知均衡消噪方法[J].电力系统保护与控制，2014，42（15）：113—116.
[7] 叶夏兰，林东.PLC中OFDM应用及DSP代码自动生成[J].电力信息与通信技术，2013，11（11）：12—15.
[8] 王震，王颖，陈浩哲，等.基于小波变换的OFDM在电力线通信系统中的应用[J].光通信研究，2017（02）：5—8.
[9] 孙希东.OFDM/OQAM系统在瑞利信道下的信道估计与均衡方法[J].自动化技术与应用，2016，35（03）：36—41.
[10] ZAKARIA R，RUYET D L.A novel filter-bank multicarrier scheme to mitigate the intrinsic interference：application to MIMO systems[J].IEEE Transactions on Wireless Communications，2012，11（3）：1112—1123.
[11] VANGELISTA L，LAURENTI N.Efficient implementations and alternative architectures for OFDM-OQAM systems[J].IEEE Transactions on Communications，2001，49（4）：664—675.
[12] BELLANGER M.FS-FBMC ： An alternative scheme for filter bank based multicarrier transmissions[C]. International Symposium on Communications Control and Signal Processing.IEEE，2012：1—4.
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