【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于雙模通信，具體而言，涉及一種hplc與微功率無線雙模通信頻率自適應方法。
技術介紹
1、近年來,隨著智能電網和物聯網技術的廣泛應用,對信息傳輸的需求不斷增加。高速電力線載波通信和微功率無線通信作為兩種重要的信息傳輸技術,在這一領域發揮著關鍵作用。
2、高速電力線載波通信利用既有的電力線基礎設施,可以實現電力傳輸和信息傳輸的一體化,是一種經濟高效的通信方式。然而,電力線環境復雜多變,存在來自各種電力設備的窄帶干擾和脈沖干擾,這些干擾會嚴重影響信號傳輸質量。為了提高通信可靠性,需要對載波頻率、發送功率和調制方式等參數進行動態調整。
3、與此同時,微功率無線通信以其部署靈活、覆蓋廣泛的特點,也在物聯網、智慧城市等應用中扮演重要角色。微功率無線通信系統工作在2.4ghz和5.8ghz等免許可頻段,采用wpan、wlan等技術標準。由于頻率資源有限,頻率復用是提高頻譜利用率的關鍵。但頻率復用會導致嚴重的互調干擾,需要根據實時的信道質量動態調整發送功率和調制方式,以滿足可靠通信的需求。
4、因此,如何實現高速電力線載波通信和微功率無線通信的協調工作,充分利用兩種通信資源,并根據環境變化動態調整通信參數,優化通信質量,是亟待解決的關鍵技術問題。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提供一種hplc與微功率無線雙模通信頻率自適應方法，能夠解決現有技術存在難以實現高速電力線載波通信和微功率無線通信的協調工作的技術問題。
2、本專利技術是
3、本專利技術提供一種hplc與微功率無線雙模通信頻率自適應方法，包括以下步驟：
4、s10、設置高速電力線載波通信與微功率無線通信的初始工作參數，建立雙模通信協同控制機制，所述初始工作參數包括載波頻率參數、發送功率參數、調制方式參數；
5、s20、采集電力線信道中的電磁干擾信號，根據所述電磁干擾信號建立含時域權重系數的線性疊加噪聲模型，所述線性疊加噪聲模型包括窄帶干擾項、脈沖干擾項、背景噪聲項；
6、s30、基于快速傅里葉變換計算所述線性疊加噪聲模型的頻譜分布函數，根據頻譜分布函數建立線性預測矩陣，通過最小二乘法求解所述線性預測矩陣得到噪聲頻譜預測結果；
7、s40、采集電力線信號的過零點時間序列，計算所述過零點時間序列的均值、標準差、相關系數，根據所述均值、標準差、相關系數構建過零點特征向量；
8、s50、根據所述噪聲頻譜預測結果與所述過零點特征向量，建立凸優化目標函數，采用梯度下降法求解所述凸優化目標函數得到高速電力線載波通信的最優載波頻率；
9、s60、根據所述最優載波頻率代入預設載波調整方程組，求解所述載波調整方程組得到高速電力線載波通信的發送功率參數與調制方式參數；
10、s70、根據預設的微功率無線通信信道的信號接收強度指標、信道繁忙度指標、誤碼率指標，采集微功率無線通信環境中的背景電磁噪聲，構建信道質量評估矩陣；并基于線性回歸建立無線信道干擾預測模型，采用遞推最小二乘法更新所述無線信道干擾預測模型參數，得到頻率干擾預測結果；
11、s80、根據所述信號接收強度指標、信道繁忙度指標、誤碼率指標與所述頻率干擾預測結果，建立二次規劃模型，求解所述二次規劃模型得到微功率無線通信的發送功率參數與調制方式參數；
12、s90、根據預設通信質量閾值建立高速電力線載波通信與微功率無線通信的切換判決函數，基于所述切換判決函數實現雙模通信切換，監控通信質量指標。
13、在上述技術方案的基礎上，本專利技術的一種hplc與微功率無線雙模通信頻率自適應方法還可以做如下改進：
14、進一步的，s10中的初始工作參數設置具體表示如下：
15、fc＝f0+δf；
16、pt＝p0+ap；
17、m＝{bpsk，qpsk，16qam，64qam}；
18、式中，fc為載波頻率，初始值f0＝3mhz；δf為頻率偏移量，范圍為[-0.5mhz，0.5mhz]；pt為發送功率，初始值p0＝100mw；δp為功率調整量，范圍為[-20mw，20mw]；m為調制方式集合。
19、s20中的線性疊加噪聲模型具體表示如下：
20、
21、式中，n(t)為總噪聲；n1為窄帶干擾源數量；ai,fi,φi分別為第i個窄帶干擾的幅度、頻率和相位；n2為脈沖干擾源數量；bj,αj,tj,fj分別為第j個脈沖干擾的幅度、衰減系數、發生時刻和頻率；σb為背景噪聲標準差；ω(t)為高斯白噪聲。
22、s30中的頻譜分布函數和線性預測矩陣具體表示如下：
23、
24、式中，s(f)為噪聲頻譜；t為采樣周期；n為采樣點數；δt為采樣間隔；為頻譜預測值；p為預測階數；ai為預測系數；e(k)為預測誤差。
25、s40中的過零點特征向量具體表示如下：
26、
27、其中，
28、式中，μz為過零點時間均值；σz為標準差；ρz(k)為k階自相關系數；ti為第i個過零點時刻；nz為過零點總數；為特征向量。
29、s50中的凸優化目標函數具體表示如下：
30、
31、s.t.fmin≤f≤fmax；
32、式中，fopt為最優載波頻率；λ1，λ2為權重系數；fmin，fmax分別為頻率下限和上限。
33、s60中的載波調整方程組具體表示如下：
34、popt＝p0·exp(-β1|fopt-f0|)；
35、mopt＝argmaxm∈m{cm·(1-β2|fopt-f0|)}；
36、式中，popt為最優發送功率；mopt為最優調制方式；β1，β2為調整系數；cm為調制方式m對應的信道容量。
37、s70中的信道質量評估矩陣和干擾預測模型具體表示如下：
38、
39、式中，q為信道質量矩陣；rssi為信號接收強度；cb為信道繁忙度；ber為誤碼率；ω1，ω2，ω3為權重；i(t)為t時刻的干擾強度；q為預測階數；bi為預測系數；η(t)為預測誤差。
40、s80中的二次規劃模型具體表示如下：
41、minj＝xtqx+ctx；
42、s.t.ax≤b；
43、x＝[pw，mw]t；
44、式中，j為目標函數；x為決策變量向量；q為二次項系數矩陣；c為一次項系數向量；a為約束矩陣；b為約束向量；pw，mw分別為無線通信功率和調制方式。
45、s90中的切換判決函數具體表示如下：
46、d(t)＝γ1qp(t)+γ2qw(t)；
47、
48、式中，d(t)為判決函數；qp(t)，qw(t)分別為電力線和無線通信質量指標；γ1，γ2為權重系數；θ為切換閾值；mo本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種HPLC與微功率無線雙模通信頻率自適應方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種HPLC與微功率無線雙模通信頻率自適應方法，其特征在于，所述線性疊加噪聲模型具體表示如下：
3.根據權利要求2所述的一種HPLC與微功率無線雙模通信頻率自適應方法，其特征在于，所述頻譜分布函數具體表示如下：
4.根據權利要求3所述的一種HPLC與微功率無線雙模通信頻率自適應方法，其特征在于，所述過零點特征向量具體表示如下：
5.根據權利要求4所述的一種HPLC與微功率無線雙模通信頻率自適應方法，其特征在于，所述凸優化目標函數具體表示如下：
6.根據權利要求5所述的一種HPLC與微功率無線雙模通信頻率自適應方法，其特征在于，所述載波調整方程組具體表示如下：
7.根據權利要求6所述的一種HPLC與微功率無線雙模通信頻率自適應方法，其特征在于，所述信道質量評估矩陣具體表示如下：
8.根據權利要求7所述的一種HPLC與微功率無線雙模通信頻率自適應方法，其特征在于，所述二次規劃模型具體表示如下：>
9.根據權利要求8所述的一種HPLC與微功率無線雙模通信頻率自適應方法，其特征在于，所述切換判決函數具體表示如下：
10.根據權利要求9所述的一種HPLC與微功率無線雙模通信頻率自適應方法，其特征在于，所述切換閾值為根據經驗設定或采用默認值0.69。
...【技術特征摘要】
1.一種hplc與微功率無線雙模通信頻率自適應方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種hplc與微功率無線雙模通信頻率自適應方法，其特征在于，所述線性疊加噪聲模型具體表示如下：
3.根據權利要求2所述的一種hplc與微功率無線雙模通信頻率自適應方法，其特征在于，所述頻譜分布函數具體表示如下：
4.根據權利要求3所述的一種hplc與微功率無線雙模通信頻率自適應方法，其特征在于，所述過零點特征向量具體表示如下：
5.根據權利要求4所述的一種hplc與微功率無線雙模通信頻率自適應方法，其特征在于，所述凸優化目標函數具體表示如下：
6.根據權利要求5所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張克賀，張心，馬百川，肖哲，許月朋，辛海艷，張家興，
申請(專利權)人：青島華爍高科新能源技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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