一种考虑码间串扰的MIMO-PLC系统子载波分配方法技术方案

本发明专利技术提供了一种考虑码间串扰的MIMO‑PLC系统子载波分配方法。本发明专利技术在充分考虑不同子载波共用同一输入或输出端产生码间串扰的情况下，采集各子信道的信噪比信息和待分配资源信息，计算误码率门限加权的MIMO‑PLC功率矩阵，基于考虑抑制码间串扰的功率最小准则逐比特分配子载波，按照单输入单输出的分配方法对子载波进行分配，有效提高了MIMO‑PLC系统抗码间串扰的能力。

A method of subcarrier allocation in mimo-plc system considering cross-talk between codes

【技术实现步骤摘要】
一种考虑码间串扰的MIMO-PLC系统子载波分配方法
本专利技术属于现代多输入多输出-电力线通信(MultipleInputMultipleOutput-PowerlineCommunication，MIMO-PLC)领域，尤其涉及一种考虑码间串扰的MIMO-PLC系统子载波分配方法。
技术介绍
MIMO-PLC通信是近几年的研究热点，正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)是实现MIMO-PLC的重要技术之一。实现多用户的MIMO-PLC系统正常运行，需要依赖资源分配模块，主要就是子载波的分配。因此可通过优化子载波的分配方法，来提高通信信道容量或降低通信所需功率。合理的子载波分配方法能够最大化激发信道潜能，提高电力线通信系统资源分配的性能。针对现有子载波分配方法主要用于单输入单输出电力线通信(SingleInputSingleOutput-PowerlineCommunication,SISO-PLC)系统，未考虑MIMO-PLC系统存在的码间串扰问题，在MIMO-PLC系统的子载波分配效果上存在明显缺陷，本专利技术在充分考虑MIMO-PLC系统码间串扰问题的基础上，通过采集各子信道信噪比信息和待分配资源信息，计算误码率门限加权的MIMO-PLC功率矩阵，基于考虑抑制码间串扰的功率最小准则逐比特分配子载波，按照SISO-PLC系统的分配方法对子载波进行分配，有效提高了MIMO-PLC系统抗码间串扰的能力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种考虑码间串扰的MIMO-PLC系统子载波分配方法，该方法具体包括以下步骤：S1.采集获取各子信道信噪比信息和待分配资源信息；S2.误码率门限加权的MIMO-PLC功率矩阵；S3.基于考虑抑制码间串扰的功率最小准则逐比特分配子载波；S4.按照SISO-PLC系统的子载波分配方法对子载波进行分配。与一般技术相比，本专利技术在子载波分配方面充分考虑MIMO-PLC系统下存在的码间串扰问题，通过采集获取各子信道的信噪比信息，计算满足一定误码率条件的功率矩阵，基于考虑抑制码间串扰的功率最小准则逐比特分配子载波，按照单输入单输出的子载波分配方法对子载波进行分配，有效提高了子载波功率分配有效性和MIMO-PLC通信系统资源分配的性能。附图说明图1为本专利技术方法流程图。图2为本专利技术方法典型应用场景图。具体实施方式下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。如图1所示为本专利技术的方法流程图，以下结合具体实施例对本专利技术的方法进行进一步说明。具体实例应用场景如图2所示。所述电力线通信网络包含3个电力线载波机输入端和3个电力线载波机输出端。需要将一定量的子载波分配到不同输入与输出间的子信道上进行传输。考虑到不同子载波在共享同一电力线载波机输入端或同一电力线载波机输出端时可能产生码间串扰，通过加权功率系数规避容易产生码间串扰的分配方案。本专利技术提供的一种考虑码间串扰的MIMO-PLC系统子载波分配方法，包括以下步骤：S1.采集获取MIMO-PLC子信道信噪比信息和待分配资源信息设MIMO-PLC系统含有NT(2≤NT≤100)个输入，NR(2≤NR≤100)个输出；设第i个输入与第j个输出间的子信道信噪比为SNRi,j(1≤i≤NT,1≤j≤NR)；定义信道信噪比矩阵为设待分配子载波数为N(4≤N≤128)。实例中，MIMO-PLC系统含有NT＝3个输入，NR＝3个输出；设第i个输入与第j个输出间的子信道信噪比为SNRi,j(1≤i≤NT,1≤j≤NR)；信道信噪比矩阵为待分配子载波数为N(4≤N≤128)。S2.计算误码率门限加权的MIMO-PLC功率矩阵设信息传输要求的误码率门限值为w(0＜w≤0.1)，设输入端Ni(1≤i≤NT)和输出端Nj(1≤j≤NR)间在满足误码率要求下加载单位比特子载波的功率为Pi，j。依据公式计算功率第k(1≤k≤N)次分配时的功率矩阵实例中，设信息传输要求的误码率门限值w＝0.05，设输入端Ni和输出端Nj间在满足误码率门限值的要求下加载单位子载波的功率为Pi,j。依据公式计算功率并生成功率矩阵S3.基于考虑抑制码间串扰的功率最小准则逐比特分配子载波设码间串扰系数为λ(1≤λ≤5)；设分配矩阵为A。基于功率最小准则查找功率矩阵P1中数值最小的元素Pi,j1，给对应的子信道分配一单位子载波，对于分配矩阵A元素aij(0≤aij≤N)更新aij＝aij+1；考虑抑制码间串扰的影响，按照公式更新功率矩阵；依据更新的功率矩阵重复上述步骤继续分配剩余子载波直至k＝N。实例中，设码间串扰系数λ＝2；设分配矩阵基于功率最小准则查找到功率矩阵P1中数值最小的元素P3,11，给对应的子信道分配一单位子载波；分配矩阵对应元素A3,1＝A3,1+1，此时功率矩阵为考虑抑制码间串扰的影响，按照公式更新功率矩阵，更新的功率矩阵依据更新的功率矩阵重复上述步骤继续分配剩余子载波直至k＝8。实例中得到的最终分配矩阵S4.按照SISO-PLC系统的子载波分配方法对子载波进行分配查询分配矩阵A可得到各子信道所需分配的子载波数。系统退化为SISO-PLC系统，可按照处理SISO-PLC系统的方法进一步对分配到特定输入与输出间的子载波进行分配。实例中，查询分配矩阵可得到各子信道所需分配的子载波数。系统退化为SISO-PLC系统，可按照处理单输入单输出系统的方法进一步对分配到特定输入与输出间的子载波进行分配。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑码间串扰的MIMO-PLC系统子载波分配方法，该方法包括以下步骤：/nS1.采集获取各子信道的信噪比信息和待分配资源信息；/nS2.计算误码率门限加权的MIMO-PLC功率矩阵；/nS3.基于考虑抑制码间串扰的功率最小准则逐比特分配子载波；/nS4.按照SISO-PLC系统的子载波分配方法对子载波进行分配。/n

【技术特征摘要】
1.一种考虑码间串扰的MIMO-PLC系统子载波分配方法，该方法包括以下步骤：
S1.采集获取各子信道的信噪比信息和待分配资源信息；
S2.计算误码率门限加权的MIMO-PLC功率矩阵；
S3.基于考虑抑制码间串扰的功率最小准则逐比特分配子载波；
S4.按照SISO-PLC系统的子载波分配方法对子载波进行分配。


2.根据权利要求1所述的考虑码间串扰的MIMO-PLC系统子载波分配方法，其特征在于，所述步骤S1中，MIMO-PLC系统含有NT(2≤NT≤100个输入，NR(2≤NR≤100)个输出；第i个输入与第j个输出间的子信道信噪比为SNRi,j(1≤i≤NT,1≤j≤NR)；信道信噪比矩阵为待分配子载波数为N(4≤N≤128)。


3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国成，陆俊，蔡鹏，徐志强，龚钢军，王赟，刘向军，李映雪，肖振锋，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11