基于空间线性投影滤波器的MIMO电力线通信自干扰抑制方法

《Scientific Reports》：Self-interference suppression in MIMO power line communication based on spatial linear projection filter

　　

摘要

在现代通信技术应用中，多输入多输出（MIMO）电力线通信（PLC）系统的多个信道之间不可避免地会发生电磁耦合，从而导致信道间的信号串扰，并对通信的稳定性和有效性产生额外的不利影响。本文提出了一种适用于MIMO-PLC的自干扰抑制方法。首先，详细阐述了MIMO-PLC系统的完整实现架构，随后分析了MIMO-PLC中的自适应调制，以确定接收端的理想信号形式。考察了在复杂物理层技术影响下MIMO-OFDMA PLC系统的结构，并给出了包含自干扰的载波通信信号的数学表示。创新性地采用空间线性投影滤波器（SLPF）作为自干扰抑制的空间投影滤波算法。从几何角度来看，该方法等价于判断某点是否始终位于由多个点构成的凸包同侧，从而实现载波通信中串扰信号的分离，达到PLC中的自干扰抑制。实验结果表明，在应用所提出的自干扰抑制方法后，分段信号的信噪比（SNR）分别提高至26.32 dB和14.88 dB，对应的信噪比误码率分别为0.73±0.056%和0.91±0.062%。这些结果表明，该设计方法使接收端能够更准确地恢复原始数据，从而提高了载波通信的整体可靠性和稳定性。该方法在通信应用中还表现出很强的实用效果。