一种低压电力线通信信道的感知和接入技术

Channel

0引言

电力线通信技术是指利用电力线来传输数据信号的通信方式，具有投资少、覆盖范围广、方便快捷等优点，有着非常广阔的应用前景和实用价值[1]。然而，电力线通信是一种特殊的有线通信方式，其信道起初是为传输电能而设计的，因此在传输信号时会出现噪声干扰强、信道衰减大等问题[2-3]。

对于电力线通信的抗噪声问题，传统的解决方法是在物理层[4]和介质访问控制(medium access control，MAC)层进行的，例如调制解调技术[5]、信道编码技术[6]、路由技术等。然而认知无线电(cognitive radio, CR)技术的迅速发展为我们提供了一个很好的启示[7]。

本文通过结合认知无线电相关技术，提出了一种基于部分可观察马尔可夫决策过程(partially observable Markov decision process,POMDP)的信道认知接入的电力线通信系统，不但提高了电力线通信的抗干扰能力，而且充分利用了有效的PLC频谱资源，提高了信道利用率。

1系统模型

电力线通信和认知无线电技术相结合，利用频谱感知技术，智能管理电力线通信信号的频谱和信道资源。然而在低压电力线通信中应用认知无线电技术时，由于低压电力线环境中不存在主用户和次用户的问题，因此将认知无线电中检测周围环境中主用户的概念，更换为检测电力线通信中信道噪声的情况[8]。

通信系统通过感知各个信道的实际噪声情况，给出相应的阈值，划分出可用域和不可用域，从而关闭噪声干扰严重的信道，选择接入状况良好的信道进行可靠的通信，并通过实时检测外界的信道环境、相应地调整某些工作参数，来达到最佳的通信效果[9]。……