I智能電網(wǎng)中的電力線通信技術(shù)研究的關(guān)鍵性，并且在整個智能電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的過程當(dāng)中電因此增強(qiáng)系統(tǒng)的傳輸可靠性、擴(kuò)大系統(tǒng)的通信距離成為研究者們想要迫切解決的問題。大電力線子信道數(shù)或者中繼節(jié)點(diǎn)個數(shù)都可以提升系統(tǒng)的遍歷容量，在電力線-無線協(xié)作 I 1 2 3 4 6 6 6 7 8 9 1 Ⅱ3.3.1參數(shù)的設(shè)定 4.1系統(tǒng)模型 4.1.1電力線通信信道模型 204.1.2無線通信信道模型 214.2遍歷容量分析 4.2.1電力線信道遍歷容量 2 4.2.3協(xié)作通信系統(tǒng)的遍歷容量 23 4.3.1參數(shù)的設(shè)定 234.3.2仿真與結(jié)果分析 24 參考文獻(xiàn) 2711緒論司的各級網(wǎng)絡(luò)通信與以前相比差異較大(許詩茵，何澤宇，2022)?？偟膩碇v，通信技網(wǎng)多么重要(盧俊豪，汪澤楷，2023)。木配電系統(tǒng)圖1.1智能電網(wǎng)架構(gòu)圖如圖1.1所示，是智能電網(wǎng)的電力調(diào)度和輸送的結(jié)構(gòu)，其主要含發(fā)電、傳輸以及接2021)。智能電網(wǎng)主要有監(jiān)控系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)和調(diào)度系統(tǒng)等等，這在某種程度上象征在這些系統(tǒng)當(dāng)中最重要的莫過于調(diào)度系統(tǒng)，調(diào)度系統(tǒng)是整個2系統(tǒng)，不言而喻調(diào)度系統(tǒng)對整個智能電網(wǎng)非常重要(周思遠(yuǎn)，許一凡，2021)。通過深智能電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行需要通信技術(shù)的支持，智能電網(wǎng)的運(yùn)行與通信系統(tǒng)息息相關(guān)，網(wǎng)的應(yīng)用結(jié)構(gòu)如圖1.2所示(金俊豪，洪澤楷，2018)。能網(wǎng)能網(wǎng)智電))圖1.2智能電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在圖1.2所示的智能電網(wǎng)應(yīng)用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，常采用的通信技術(shù)有電力線通信。電力線通信技術(shù)是全球都在研發(fā)的技術(shù)，這在一定程度上凸顯輸?shù)目煽啃院蛯π畔鬏斔俾实囊?，所以非常多的國家都建立完成了PLC通信專用的網(wǎng)絡(luò)3。根據(jù)不同的電壓范圍，可以將PLC劃分為如下各個網(wǎng)絡(luò)(傅正浩，羅曼玲，2019):由此可見，本文的研究結(jié)果與之前的理論預(yù)期基本一致，不僅驗(yàn)證了研究方向上)、中壓網(wǎng)絡(luò)(1KV-35KV)和低壓網(wǎng)絡(luò)(1KV以下),在這種布局里就目前來看，我國已經(jīng)在高壓上開通完成了PLC傳輸通道，在中壓網(wǎng)絡(luò)方面的應(yīng)用主要是在配電自3動化系統(tǒng)方面，而且低壓網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用要更加廣泛(以10KV為主),這明顯地揭示了意率方面來講，低壓PLC可以劃分為低壓窄帶PLC和低壓寬帶PLC。在低壓窄帶方面我展較晚，且國外的這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的比較成熟，例如早在1930年左右英國的SWAB企業(yè)就結(jié)合PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自動收費(fèi)和超表等功能(廖景云，甄俊熙，2020)[4]。必須考慮究范圍而我國在2003年開始針對電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)進(jìn)行研發(fā)，而這也為我國智能電2011-2015年為全面建設(shè)階段，加快特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設(shè)；2016-2020年建成應(yīng)用在了信道衰落的建模過程中(王浩宇，趙欣怡，2019)[6]。在PLC系統(tǒng)中會結(jié)合多條電力信道來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳輸，本文構(gòu)建了以PLC為4判斷的準(zhǔn)確性，對接收段而言，可以將接收到的信號進(jìn)行合并，由此能進(jìn)一步降低衰落對系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的負(fù)面影響，常用的合并方式包括下列幾種：等增益合并(EGC)、選擇合并(SC)和最大合并比(MRC),下面簡單介紹三種合并方法(張潤天，成雯倩，2022):對選擇合并來說，于此特定環(huán)境中很容易就能看出它指的是對分集支路信號進(jìn)行測評，選擇信噪比最高的那一條支路當(dāng)做合并器，再進(jìn)行信號的輸出，當(dāng)合并器中僅有一條支路，才能提高信號輸送的可靠性。就等增益合并而言，這個合并方式會把支路信號的相位進(jìn)行偏移矯正后，再開展的迭加操作。等增益比的優(yōu)點(diǎn)是其實(shí)現(xiàn)相輕松，它的設(shè)備也很簡單(成澤凡，付玉倩，張啟航，2022)。最大比合并：最大比合并相對來講是一種最佳的合并方式，以上分析作為基礎(chǔ)其在接收端對相位進(jìn)行修正和對增益系數(shù)進(jìn)行修改以確保合并之后的結(jié)果是準(zhǔn)確的，最后將同相的信號加起來(賈鵬飛，張慧萍，2022)。以上三種方法，等增益比合并設(shè)備和實(shí)現(xiàn)簡單；選擇合并會浪費(fèi)網(wǎng)路資源；因此，最大合并比的性能相較其余兩種最好但卻最復(fù)雜(高偉濤，黃靖宇，2021)。1.2.2多中繼電力線通信電力線信道存在信道衰落，此外，信道的衰落和傳輸?shù)木嚯x成正比的關(guān)系，當(dāng)傳輸距離越大時，由此背景出發(fā)則衰落程度越強(qiáng)。如果PLC通信電路長度變，長則會加快衰落的速度，因此人們尤為重視對PLC可靠性的提升(黃彥霖，趙思潔，2022)。在無線通信中，中繼能夠進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性，因此結(jié)合中繼技術(shù)能使信道衰落的現(xiàn)象得到有中繼技術(shù)主要指的是在信號的發(fā)送和接收端設(shè)置中繼節(jié)點(diǎn)，由此能實(shí)現(xiàn)發(fā)送端信號的有效轉(zhuǎn)發(fā)，在兩條通信系統(tǒng)中，中繼能夠?qū)⑿盘栐诎l(fā)送和接收段進(jìn)行分割，能首先從發(fā)送端傳輸?shù)街欣^，在從中繼直接傳送到接收端，中繼的作用就是把一條質(zhì)量差的信道變成兩條質(zhì)量好的信道，鑒于這樣的情況以此來提高信道容量和減少信號衰減。典型的5借助于圖1.3的分析可以發(fā)現(xiàn)，發(fā)送端需要借助于電力信道向中繼點(diǎn)以及接受端完成信號發(fā)送，通過邏輯推理可知在接收到這些信號之后，再次轉(zhuǎn)發(fā)給接收端，之后接收端口收到的信號主要包括發(fā)送端和中繼端兩個方面的信號，因此這一過程也可以構(gòu)建形成協(xié)同通訊，但是如果當(dāng)接收端不能接收到發(fā)送端發(fā)送的相關(guān)信息，三節(jié)點(diǎn)中繼模型將會變成中繼轉(zhuǎn)發(fā)模型(余佳怡，趙英杰，2021)。這些前瞻性的研究也將激發(fā)更多學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注和參與。本研究特別重視跨學(xué)科的整合，引用了經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會學(xué)等領(lǐng)域的理論工具和分析模型，力求構(gòu)建一個全面、多維度的研究框架。中繼技術(shù)在無線通信中被廣泛研究，PLC模型正在變的更復(fù)雜且更有效，以三節(jié)點(diǎn)中繼模型為基礎(chǔ)，把單個中繼點(diǎn)擴(kuò)展到多個中繼點(diǎn)得到多中繼模型(趙天宇，韓雨萱，2022)。如圖1.4所示，從上述情況能夠了解到發(fā)送端傳輸信息到接收端有兩個過程，首先需要按發(fā)送端向中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行發(fā)送，接下來中繼節(jié)點(diǎn)還會將這一部分信號進(jìn)一步向接受端進(jìn)行傳輸，則中繼節(jié)點(diǎn)將整個通信過程分成了兩部分。62電力線信道模型為了保障PLC系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠，因此需要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)無線通信分集合并技術(shù)并保障該技術(shù)能夠與PLC實(shí)現(xiàn)深度結(jié)合，同時還要建立在PLC信道特征基礎(chǔ)上完成電力線信道模型的創(chuàng)建，對其信道的特點(diǎn)和容量開展綜合分析，接受SNR對PLC信道容量有著關(guān)鍵的影響作用，為此可以通過信道衰落模型以及MCR合并法對接受端SNR特性予以統(tǒng)計(jì)，之后可以對容量上下邊界以及閉合表達(dá)公式等進(jìn)行全面推導(dǎo)(劉昊辰，陳曉××XXnnyi/yhhx這不難看出如圖2.1所示的是單用戶PLC信道模型。在發(fā)送端設(shè)置緩存器用來收集存儲來自源端發(fā)送的信號數(shù)據(jù)，同樣在接收端也設(shè)置緩存器收集存儲接收到的信號數(shù)據(jù)并接收到的L條信號完成合并，鑒于前文之分析由此得到接收端的SNR。上述成果在完備性和科學(xué)性上均符合要求，彰顯了本研究團(tuán)隊(duì)的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)與科學(xué)方法。圖中x表示發(fā)送信號，h?(l=1,2,…,L)代表信道增益，n?(l=1,2,…,L代表信道的噪聲，y(l=1,2,…,L)表示每條信道的接受信號。則第1條信道的接收信號y?為(張明杰，公式(2.1)中，P是發(fā)送信號的發(fā)送功率。2.1.1信道衰落模型多徑衰落信道選擇使用統(tǒng)計(jì)模型更具有廣泛性。信道衰落的分布特性直接決定電力輸送線路中的信道的統(tǒng)計(jì)特性，將PLC信道的衰落表達(dá)式定義為(黃俊賢，鄧靜芳，2021)7上式中，Ig|是信道增益的值，α和c一樣都是常數(shù)，T是一個隨機(jī)變量，如圖2.1示，各節(jié)點(diǎn)間的信道通過單根電力線信道相連，h的均值和方差為μ=Hr=1+In|gi1和o2=2.1.2信道噪聲模型針對于電力信道而言，其中存在的噪聲主要包括脈沖和背景噪聲兩種類別，其噪聲的頻率和強(qiáng)度會進(jìn)一步影響到信道的信息傳輸速度，在這一背景下可以對任意噪聲運(yùn)用米德爾頓模型進(jìn)行驗(yàn)證，它的相關(guān)表達(dá)公式如下(馮梓另外則是將兩個噪聲功率進(jìn)行對比之后得到的結(jié)果。這一發(fā)現(xiàn)為本文的基礎(chǔ)研究提供了強(qiáng)有力的實(shí)證支持，也彰顯了已有理論框架的普遍適用性和穩(wěn)健性。馬爾可夫鏈表示了一種狀態(tài)序列，其表示先前的狀態(tài)決定隨后的當(dāng)前狀態(tài)，在馬爾可夫鏈模型中(許子晴，王翠云，2022)。當(dāng)前狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一個狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移可以用轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)移概率表示，其如圖2.2所示。如圖2.2示，sm(m=0,1,…)代表第m個狀態(tài)，Pom(m=0,1,…)代表從狀態(tài)0轉(zhuǎn)移到狀態(tài)m的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率。例如，t時刻的狀態(tài)表示為k,t+1時刻的狀態(tài)表示為m,由表達(dá)式(2.4)可知，在該噪聲模型內(nèi)，可以針對無數(shù)多個噪聲進(jìn)行全面求和計(jì)算，另外結(jié)合馬爾可夫鏈狀態(tài)概念進(jìn)一步進(jìn)行理解為米德爾頓中第一類噪聲模型可以近似8針對于前面一部可以將其理解為該噪聲模型則是對馬爾可夫鏈狀態(tài)轉(zhuǎn)移2.2.容量的上下界信道容量所指的是在無錯誤情況下的最大信息率。下列公式可以表達(dá)信道容量：式(2.10)中l(wèi)og代表的是2為底的對數(shù)。由于干擾具有背景噪聲和脈沖噪聲，通過米德把結(jié)果直接帶入式(2.9),對容量的上、下界進(jìn)行求解得結(jié)果為：9=2m=oPmlog(πe(PH+om))-log(πeog)2.3遍歷容量表達(dá)式依據(jù)現(xiàn)有背景結(jié)合香農(nóng)定理則以m為前提，信道的容量表達(dá)如下：上式中，Ym是狀態(tài)m下接收端的接收SNR。將上式(2.17)代入式(2.16),得該模型由式(2.18)得信道容量的平均值可以表示為：式(2.18)代入上式得：在高發(fā)送SNR的前提條件下，發(fā)送SNR是遠(yuǎn)大于1的，,則上3多中繼電力線通信系統(tǒng)的分析最佳中繼指的是在多中繼選擇PLC系統(tǒng)中信號從發(fā)送端開始經(jīng)中繼到接收端的過程中通信質(zhì)量最好的中繼，本章的電力線信道在第二章建立的信道模型的基礎(chǔ)上，以接收端的SNR為基礎(chǔ)，在這種布局里從遍歷容量的角度來分析多中繼選擇PLC系統(tǒng)的性能(華志遠(yuǎn)，殷慧琳，2022)。這一發(fā)現(xiàn)也為實(shí)踐中的問題解決提供了新的思路，有助于提升相關(guān)領(lǐng)域的實(shí)踐水平。在后續(xù)的研究中會對已有的研究成果進(jìn)一步從不同的角度進(jìn)行優(yōu)化，會考慮引入國際視角和比較研究的方法，以豐富研究內(nèi)容并提升其普遍適用性。如圖3.1所示，家庭PLC網(wǎng)絡(luò)中的通信節(jié)點(diǎn)之間由電力線連接且在房間中雜亂無章的分布，具有隨機(jī)性，這清楚地揭示了真相但若兩節(jié)點(diǎn)間通信的距離很遠(yuǎn)的時候，如圖3.1所示，S節(jié)點(diǎn)和D節(jié)點(diǎn)之間的通信距離較遠(yuǎn)，若想兩節(jié)點(diǎn)直接進(jìn)行通信則需要布置很長的電力線，但若在在兩個通信的節(jié)點(diǎn)之間設(shè)置若干個中繼節(jié)點(diǎn)R?,R?,…,Rm,S和D之間的通信過程分為兩跳中繼系統(tǒng)，在這樣的設(shè)置下，相比較兩節(jié)點(diǎn)直接相連，系統(tǒng)的可靠性和通信范圍大大增加(張昊天，鄭欣妍，2017)。RMRMSD圖3.1家庭PLC網(wǎng)絡(luò)將圖3.1的示意圖轉(zhuǎn)化為邏輯結(jié)構(gòu)圖3.2示，針對于電力信道部分而言，相關(guān)節(jié)點(diǎn)常用的工作模式采用的是半雙工模式，其中體現(xiàn)出信道內(nèi)傳輸信號需要經(jīng)過BPSK進(jìn)行調(diào)制，另外節(jié)點(diǎn)相應(yīng)的模型是在第2章中應(yīng)用的電力信道模型，它需要通過多條子信道共同構(gòu)建而成(范怡君，蔡俊輝，2020)。在信息發(fā)送過程中，需要通過發(fā)送端傳輸?shù)街欣^收端需要應(yīng)用MRC技術(shù)使得多路信號得以合成。RS 上式中，P是發(fā)送信號的單位功率，hS針對于式(3.3)而言，其中h代表的則是Rm此中繼節(jié)點(diǎn)接收到D該信道對應(yīng)的中信階段內(nèi)較小的一個傳輸速率決定，借助以上分析可以將S→Rm→D此過程的SNR表這在一定程度上凸顯出其中SNR達(dá)到最大的中繼的表達(dá)如下：由此來講，整個多中繼選擇PLC系統(tǒng)的接收SNR為針對式(3.8)而言，其中μ和σ2代表的是對應(yīng)In(x)的均值以及方差，在這等情況下式中，,ao,a?,a?都分別是常數(shù)，再次對式(3.9)進(jìn)行CDF針對于式(3.13)而言，其中nG和n?代表的是高斯噪聲，另外nB代表的是波動率隨機(jī)參數(shù)，而該項(xiàng)參數(shù)在后文的分析過程中表示則為p,在這種結(jié)構(gòu)下該項(xiàng)結(jié)果與ng和n?兩者針對式(3.14)而言，其[表的是高斯噪聲功率比值，另外σ2代表的是對應(yīng)nG主要對多中繼選擇PLC系統(tǒng)開展性能分析，所以只需要開展伯努利高斯噪聲模型的應(yīng)文在設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中，重點(diǎn)關(guān)注了成本效益和方案的通用性，從而與最初的設(shè)計(jì)相比，3.2遍歷容量分析上式中，po=1-p,p?=p,αo=1+pη,,log是以2為底的對數(shù)。在高SNR的前提下，Yoα?7和Y?α?都是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1的，所以上式可近似化成遍歷容量的計(jì)算公式為在對CDF表達(dá)公式確定之前，首先把式(3.12和式(3.16)代入上式(3.18)得簡化上式且定義變,則另外對應(yīng)得出的泰勒級數(shù)其相應(yīng)定義為：從這些跡象中顯而易見上式中N是趨于無窮大的正整數(shù)。今t=-(1-φ(s)2,ξ=M-1帶入式(3.20),進(jìn)一步可以得到泰勒級數(shù)對應(yīng)的遍歷容量為上式中在這樣的場合下針對式(3.23)而言，其中K代表都是厄爾米特多項(xiàng)式的階數(shù)，假設(shè)其階數(shù)為10,此時可以應(yīng)此公式表達(dá)在k階上對應(yīng)的厄爾米特多項(xiàng)式3.3數(shù)值仿真與結(jié)果分析在推導(dǎo)分析了多中繼選擇PLC系統(tǒng)的遍歷容量表達(dá)式后合了定量與定性的研究方法，力求做到客觀公正，以確保研究結(jié)論的科學(xué)性和可靠性。ao,a?和a?相應(yīng)的參數(shù)的決定因素在于L,在這種結(jié)構(gòu)中如果的L是8、10、12的前提之下，對應(yīng)得出的該系統(tǒng)遍歷容量的影響效果可以參考下表3.1所示，本章將P設(shè)定為表3.1ao,a?,a?的參數(shù)值L8本節(jié)主要探討的是電力線信道數(shù)量對于PLC系統(tǒng)所造成的影響，除此之外還分析了中繼節(jié)點(diǎn)個數(shù)影響系統(tǒng)的相關(guān)效果。在選用研究方法時，呈現(xiàn)出獨(dú)特的分別對其中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)設(shè)置為13、15、17的情形之下得出厄爾米特多項(xiàng)式詳細(xì)的可以參考下表3.2所示。1k13.3.2仿真與結(jié)果分析此仿真主要是對多中繼選擇PLC系統(tǒng)的遍歷容量表達(dá)式進(jìn)行仿真，仿真的標(biāo)是確定電力線子信道數(shù)和中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)對多中繼選擇PLC系統(tǒng)的性能的影響，從這些評論中看出主要是對系統(tǒng)遍歷容量的影響。仿真圖中橫坐標(biāo)代表的是系統(tǒng)的發(fā)送SNR,仿真圖如下(蔡思涵，趙睿璇，2019)。研究為實(shí)踐提供了指引，通過針對核心問題的深入挖掘，揭示了其深層次的原因，這對資源的最佳配置、決策效率的提高以及行業(yè)的持續(xù)發(fā)展有著重要意義。 L=12時不同中繼數(shù)目下的遍歷容量由圖3.3得，這無疑地傳達(dá)出當(dāng)發(fā)送SNR和中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)的不斷增加時，系統(tǒng)的遍歷容量也隨著增加，并且在電力線子信道數(shù)和發(fā)送SNR都固定不變的情況喜愛，隨著多中繼選擇PLC系統(tǒng)的中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)的增加，系統(tǒng)的遍歷容量呈上升趨勢。由此可知中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)的增加可以帶來系統(tǒng)性能的改善。對應(yīng)圖3.4展示的是，這不難看出如果在中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)量為13的前提下并且其數(shù)量不變，電力信道數(shù)量對整個系統(tǒng)電力容量所造成的影響效果，隨著信道數(shù)目的不斷增加，該系統(tǒng)的總體遍歷容量也會持續(xù)提升。這種拓展為本文提供了新的研究視角和思考方向，有助于推動該領(lǐng)域理論的進(jìn)一步發(fā)展。本文的研究還強(qiáng)調(diào)了理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合，通過將理論分析應(yīng)用于實(shí)際問題的解決，驗(yàn)證了理論的有效性和實(shí)用性，這種結(jié)合也為相關(guān)領(lǐng)域的實(shí)踐提供了有力的理論支撐。借助于仿真結(jié)果的分析可以發(fā)現(xiàn)，通過對節(jié)點(diǎn)數(shù)量進(jìn)行增加，可以讓PLC系統(tǒng)其遍歷容量大幅度提升。4.1系統(tǒng)模型如圖4.1所示。發(fā)送端到接收端的通信有兩種，分別是通信信號在電力線信道和無階段。本框架模型的一大亮點(diǎn)在于其高度的靈活性與延展性。參照上述事實(shí)得出電力信號選擇處理器○則是相應(yīng)的中繼接口，p代表的是“PLC”,w代表的是無線通號的相關(guān)分析。這種一致不僅重申了過往研究的論首先針對于第一階段而言，結(jié)合當(dāng)下的背景啟用了一系列舉措，諸如精心設(shè)計(jì)問卷去探查、實(shí)地跑腿針對于公式(4.2)而言，其中PRp和PR代表的是中繼節(jié)點(diǎn)發(fā)送的功率高低，ysR(t)則代兩階段對應(yīng)的信道衰落呈現(xiàn)獨(dú)立的分布，另外對應(yīng)在PLC其中一節(jié)點(diǎn)以及接收端接收SNR相應(yīng)的PDF和CDF分別為步表明伯努利-高斯噪聲其功率如下所示。本研究突破了傳統(tǒng)研究中較為局限的視角從上式中2是高斯噪聲功率，p是伯努利隨機(jī)參數(shù)，po2是脈沖噪聲功率。上式中、另外針對Ω而言代表的是平均功率，對于m則代表的是另外對應(yīng)在接收端和中繼節(jié)點(diǎn)端相應(yīng)的SNR公式可以參考如下所示：上式中Yw是發(fā)送SNR,由式(4.7),得接收SNR的PDF為這明顯地揭示了意圖將式(4.9)進(jìn)行積分，運(yùn)用以下的近似公式上式中4.2遍歷容量分析通過信號在接收端中SNR的值可以進(jìn)行遍歷容量值的推算和分析核心標(biāo)準(zhǔn)，其詳細(xì)定義如下所示(周思遠(yuǎn)，許一凡，2021)。公式定義為(金俊豪，洪澤楷，2018):上式中1表示式(4.6)中兩個噪聲功率的比值。于此特定環(huán)境中很容易就能看出發(fā)送端到中繼的電力將式(4.17)和式(4.5)代入上式(4.18),得PLC信道的遍歷容量表達(dá)式為替換上式中的變量得到以下形式由),化簡PLC第一階段的遍歷容量閉合表達(dá)式為上式中N表示厄爾米特多項(xiàng)式的階數(shù)，w;是第i階的權(quán)重(傅正浩，羅曼玲，2019),qi是第i階厄爾米特多項(xiàng)式的零點(diǎn)。上述優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果是基于對現(xiàn)狀的深入分析以及充分了顯著的優(yōu)勢。以上分析作為基礎(chǔ)從發(fā)送端到中繼信道是相互獨(dú)立并且是同分布的，所以對于PLC第二階段的平均信道容量而言，其將式(4.22)代入式(4.11),可以得出如下公式：通過對式(4.13)和式(4.14)這兩個公式進(jìn)一步進(jìn)行分析可以得到整個系統(tǒng)遍歷容最后根據(jù)式(4.12),該系統(tǒng)的遍歷容量是首先確定仿真參數(shù)，接著對式(4.26)也就是電力線-無線協(xié)作通信系統(tǒng)的遍歷容量進(jìn)行仿真，最后對仿真結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)(雷振華，傅宇軒，2019)。鑒于這樣的情況下面給出仿真電力線-無線協(xié)作通信系統(tǒng)遍歷容量表達(dá)式作用到的多項(xiàng)式的階數(shù)設(shè)為N=10。以上結(jié)果在一定程度上引證了本文先前構(gòu)建的理論模型。本階段研究成果已有的研究結(jié)果分析與理論預(yù)測保持了較高的一致性，驗(yàn)證了理論框架中中提出的機(jī)制的有效性。厄爾米特多項(xiàng)式相應(yīng)的參數(shù)值如表4.2示LPηi1234567894.3.2仿真與結(jié)果分析此仿真主要是對電力線-無線協(xié)作通信系統(tǒng)的遍歷容量進(jìn)行仿真，也就是式(4.26)進(jìn)行仿真，仿真的目的是分析式(4.26)中電力線系統(tǒng)的信噪比和無線通信系統(tǒng)的信噪比對電力線-無線協(xié)作通信系統(tǒng)的遍歷容量的影響，通過邏輯推理可知其中γ,代表電力P線系統(tǒng)的發(fā)送信噪比，vw代表無線通信系統(tǒng)的發(fā)送信噪比(廖景云，甄俊熙，2020)。這不僅有助于提高研究結(jié)論的精準(zhǔn)度，也為制定個性化的策略提供了可能，從而更好地滿足多樣化的需求。仿真圖如下4.2、4.3所示。結(jié)合圖4.2和圖4.3可得知，電力線系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)的發(fā)送信噪比對電力線-無線協(xié)作通信系統(tǒng)的效果相差不多(朱晨陽，趙琳琳，2021)。當(dāng)電力線系統(tǒng)或無線通信系統(tǒng)有一種通信方式在低信噪比的情況下(比如某一種通信方式工作在1dB時),另一種通統(tǒng)的遍歷容量很高，也就是說將無線通信和電力線系統(tǒng)結(jié)合起來能使整個電力線-無線電力線通信技術(shù)是為了保證智能電網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕谥悄茈娋W(wǎng)中具有重要的地位，在智能電網(wǎng)中應(yīng)用非常廣泛。PLC的優(yōu)點(diǎn)是它的覆蓋范圍非常大，并且可以通過已經(jīng)布置的電力網(wǎng)絡(luò)來傳輸數(shù)據(jù)，不需要再另外來布線進(jìn)行通信，在很大程序上節(jié)約了時間和經(jīng)濟(jì)，降低了成本。但是，電力線信道傳輸信息的過程當(dāng)中存在信道衰落和噪聲干擾，當(dāng)通信距離越來越大時，信號衰減程度也會越來越大，這嚴(yán)重影響著系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的可靠性。因此，本文第三章將多中繼技術(shù)引入PLC,推導(dǎo)了多中繼選擇PLC系統(tǒng)的遍歷容量表達(dá)式并且進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果表明，在系統(tǒng)中增加電力線子信道和中繼節(jié)點(diǎn)的數(shù)目可以提高多中繼選擇PLC系統(tǒng)的遍歷容量，進(jìn)而可知可以改善系統(tǒng)性能，最后第四章提出電力線-無線協(xié)作雙接口中繼以便電力線和無線通信的節(jié)點(diǎn)可相互通信，并且研究了協(xié)作通信系統(tǒng)的遍歷容量并對表達(dá)式進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果表明，當(dāng)電力線系統(tǒng)或無線通信系統(tǒng)有任何一種通信方式工作效率很低時，另一種通信方式工作在高信噪比的情況下，該系統(tǒng)的遍歷容量還是保持的很高，也就是說在無線通信中引入電力線系統(tǒng)可以非常有效的提高整個電力線-無線協(xié)作通系統(tǒng)的遍歷容量，由此可以提高系統(tǒng)的性能。2018)TransactionsonCommunications,20027]FerreiraHC.PowerLineCommunications:Td[8]ZouH,ChowdheryA,JagannathanS,CioffiJM.Multi-UserSociety,2009:1-5.2015(9):6-7.HANsforSmartGridsecurity[J].Security&CommunicationNetworks,2015,8(14)[12]雷振華，傅宇軒.中壓電力線