Analyse und Optimierung codierter OFDM-Systeme für schnelle Powerlinekommunikation:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Duisburg [u.a.]
WiKu-Verl.
2007
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | III, 220 S. graph. Darst. |
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
1.1 Motivation 1
1.2 Kommunikation auf dem Energieversorgungsnetz 3
1.3 Stand der Technik 4
1.4 Ziel und Aufbau der Arbeit 6
2 Eigenschaften von Powerlinekanälen im Haus- und Zugangsbereich 9
2.1 Modellierung der Kanalübertragungsfunktion 10
2.2 Referenzkanalmodelle des Niederspannungsnetzes 14
2.3 Modellierung des Störszenarios 17
2.3.1 Beschreibung der Störertypen 18
2.3.2 Modellierung der Störertypen 22
2.4 Theoretische Grenzen 23
2.4.1 Betrachtung der Kanalkapazität 24
2.4.2 Betrachtung des Störabstandes 25
2.5 Zusammenfassung 28
3 Systementwurf und Optimierungsstrategien 29
3.1 Konzept der physikalischen Systemebene 31
3.1.1 OFDM-Modulationsverfahren 34
3.1.2 Optimierung des Sendespektrums 36
3.1.3 Bitenergie-zu-StörleistungsdichteverhäItnis£t//VpLC 39
3.2 Simulatoraufbau 40
3.2.1 Der resultierende Systemansatz 41
3.2.2 Dimensionierung des OFDM-Simulators 47
3.3 Simulationen an Powerlinekanälen 50
3.3.1 Einfluss des Bitloadings 52
3.3.2 Simulationen an Inhaus- und Zugangskanälen 54
3.3.3 Einfluss der Störszenarien 57
3.4 Optimierungsansatzpunkte 61
3.5 Zusammenfassung 63
4 Analyse der Kanalcodierung für Powerlinekommunikation 65
4.1 Grundlagen zur Kanalcodierung 65
4.2 Blockcodes 67
4.2.1 Grundbegriffe und Definitionen 67
4.2.2 Codierung bei Blockcodes 69
4.2.3 Decodierung bei Blockcodes 71
4.3 Faltungscodes 75
4.3.1 Codierung bei Faltungscodes 76
4.3.2 Decodierung bei Faltungscodes 77
4.3.3 Spezielle Klassen von Faltungscodes 79
4.4 Soft-Decision-Decodierung 82
4.5 Interleaving 84
4.6 Simulationsergebnisse 85
4.6.1 Einfluss von Bitloading auf das codierte OFDM-System 86
4.6.2 Einfluss von RS-Codes auf das codierte OFDM-System 88
4.6.3 Einfluss von Faltungscodes auf das codierte OFDM-System 89
4.6.4 Einfluss von Störszenarien auf das codierte OFDM-System 93
4.6.5 Beurteilung der Ergebnisse 95
4.7 Zusammenfassung und weiteres Vorgehen 95
5 Analyse und Unterdrückung von Impulsstörern 97
5.1 Bitfehler unter Einwirkung der Impulsstörer 98
5.1.1 Bitfehler im uncodierten Fall 98
5.1.2 Bitfehler im codierten Fall 101
5.2 Untersuchungen der Störertypen im Signalraum 103
5.2.1 Vergleich aller Störertypen l03
5.2.2 Interpretation des Signalraumdiagramms 105
5.2.3 Abschätzung des theoretischen Gewinnpotentials 109
5.3 Entwicklung eines Rekonstruktionsverfahrens Hl
5.3.1 Rekonstruktionsansatz über die Modifikation des
Entzerrers 111
5.3.2 Rekonstruktionsansatz über die Modifikation des
Demappers 11 *
5.3.3 Funktionsweise des Demappers H
5.3.4 Simulationsergebnisse 123
5.4 Zusammenfassung 125
6 Einsatz komplexer Optimierungsverfahren l27
6.1 Trelliscodierte Modulation 12°
6.1.1 Struktur von TCM-Codes 129
6.1.2 Optimierungskriterien und Rückschlüsse für PLC 131
6.2 Turbo-Codierung I34
6.2.1 Gewinnung von Soft-Ausgabedaten 135
6.2.2 Struktur von Turbo-Codes l43
6.2.3 Decodierung von Turbo-Codes l4^
6.2.4 Simulationsergebnisse 1-
6.3 Low-Density-Parrity-Check-Codes l60
6.3.1 Darstellung und Grundlagen von LDPC-Codes 161
6.3.2 Konstruktion von LDPC-Codes l63
6.3.3 Iterative Decodierung von LDPC-Codes
6.3.4 Simulationsergebnisse 168
6.4 Abschließende Betrachtungen l^3
1 Zusammenfassung und Ausblick 175
8 Literaturverzeichnis 179
Anhang A Referenzkanäle 195
Anhang B Bitloading-Modelle 205
Anhang C Ergänzungen zum MAP-Algorithmus 207
Anhang D Verzeichnis der Formelzeichen 211
Anhang E Verzeichnis der Abkürzungen 219
|
| adam_txt |
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
1.1 Motivation 1
1.2 Kommunikation auf dem Energieversorgungsnetz 3
1.3 Stand der Technik 4
1.4 Ziel und Aufbau der Arbeit 6
2 Eigenschaften von Powerlinekanälen im Haus- und Zugangsbereich 9
2.1 Modellierung der Kanalübertragungsfunktion 10
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2.3.1 Beschreibung der Störertypen 18
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2.4 Theoretische Grenzen 23
2.4.1 Betrachtung der Kanalkapazität 24
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2.5 Zusammenfassung 28
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3.1.2 Optimierung des Sendespektrums 36
3.1.3 Bitenergie-zu-StörleistungsdichteverhäItnis£t//VpLC 39
3.2 Simulatoraufbau 40
3.2.1 Der resultierende Systemansatz 41
3.2.2 Dimensionierung des OFDM-Simulators 47
3.3 Simulationen an Powerlinekanälen 50
3.3.1 Einfluss des Bitloadings 52
3.3.2 Simulationen an Inhaus- und Zugangskanälen 54
3.3.3 Einfluss der Störszenarien 57
3.4 Optimierungsansatzpunkte 61
3.5 Zusammenfassung 63
4 Analyse der Kanalcodierung für Powerlinekommunikation 65
4.1 Grundlagen zur Kanalcodierung 65
4.2 Blockcodes 67
4.2.1 Grundbegriffe und Definitionen 67
4.2.2 Codierung bei Blockcodes 69
4.2.3 Decodierung bei Blockcodes 71
4.3 Faltungscodes 75
4.3.1 Codierung bei Faltungscodes 76
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4.3.3 Spezielle Klassen von Faltungscodes 79
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4.6 Simulationsergebnisse 85
4.6.1 Einfluss von Bitloading auf das codierte OFDM-System 86
4.6.2 Einfluss von RS-Codes auf das codierte OFDM-System 88
4.6.3 Einfluss von Faltungscodes auf das codierte OFDM-System 89
4.6.4 Einfluss von Störszenarien auf das codierte OFDM-System 93
4.6.5 Beurteilung der Ergebnisse 95
4.7 Zusammenfassung und weiteres Vorgehen 95
5 Analyse und Unterdrückung von Impulsstörern 97
5.1 Bitfehler unter Einwirkung der Impulsstörer 98
5.1.1 Bitfehler im uncodierten Fall 98
5.1.2 Bitfehler im codierten Fall 101
5.2 Untersuchungen der Störertypen im Signalraum 103
5.2.1 Vergleich aller Störertypen l03
5.2.2 Interpretation des Signalraumdiagramms 105
5.2.3 Abschätzung des theoretischen Gewinnpotentials 109
5.3 Entwicklung eines Rekonstruktionsverfahrens Hl
5.3.1 Rekonstruktionsansatz über die Modifikation des
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5.3.2 Rekonstruktionsansatz über die Modifikation des
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5.3.3 Funktionsweise des Demappers H'
5.3.4 Simulationsergebnisse 123
5.4 Zusammenfassung 125
6 Einsatz komplexer Optimierungsverfahren l27
6.1 Trelliscodierte Modulation 12°
6.1.1 Struktur von TCM-Codes 129
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6.3 Low-Density-Parrity-Check-Codes l60
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6.3.2 Konstruktion von LDPC-Codes l63
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6.3.4 Simulationsergebnisse 168
6.4 Abschließende Betrachtungen l^3
1 Zusammenfassung und Ausblick 175
8 Literaturverzeichnis 179
Anhang A Referenzkanäle 195
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