دوره 20، شماره 4 - ( مجله مهندسی برق و الکترونیک ایران - جلد 20 شماره 4 1402 )
جلد 20 شماره 4 صفحات 181-173 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Rajabzadeh F, Kuhestani A, Zarei S F. Ergodic Capacity of Power Line Communication System for Applications of Power Distribution Networks with Amplify- and- Forward Relaying. Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers 2023; 20 (4) :173-181
URL: http://jiaeee.com/article-1-1411-fa.html
URL: http://jiaeee.com/article-1-1411-fa.html
رجب‌زاده فائزه، کوهستانی علی، زارعی سیدفریبرز. ظرفیت ارگادیک سیستم مخابره اطلاعات در بستر خطوط شبکه‌های توزیع برق با بکارگیری رله‌ی تقویت و ارسال. نشریه مهندسی برق و الکترونیک ایران. 1402; 20 (4) :173-181
دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر- دانشگاه صنعتی قم
چکیده: (768 مشاهده)
در این مقاله، یک سیستم مخابره اطلاعات در بستر خطوط برق (PLC) برای کاربرد شبکه‌های توزیع مطالعه می‌شود. برخلاف کاربرد معمول PLC در شبکه‌های فشار قوی، بکارگیری رله‌ها در شبکه توزیع به دلیل مسافت کانال طولانی‌تر و ساختار شبکه‌ای آن ضرورت دارد. بر این اساس، تعیین متوسط ظرفیت سیستم مخابراتی یا به اصطلاح ظرفیت ارگادیک، یک نیاز اساسی در بکارگیری و انتخاب سیستم PLC مناسب در شبکه‌های توزیع می‌باشد. ظرفیت یک سیستم مخابراتی، به عوامل مختلفی از جمله مشخصات کانال، پهنای باند و نویز موجود در شبکه بستگی دارد. در مقایسه با پژوهش‌های انجام‌شده در خصوص تعیین ظرفیت سیستم مخابراتی PLC، تاکنون مقاله‌ای به مطالعه یک سیستم PLC در حضور رله‌ی تقویت و ارسال و نیز نویز ضربه‌ای نپرداخته است. در این مقاله، با بکارگیری مدل‌های عملی کانال و نویز، ظرفیت ارگادیک به صورت تابعی از نسبت سیگنال به نویز سیگنال ورودی محاسبه می‌شود. در تحلیل‌های صورت گرفته شده، پارامترهای اثرگذار شامل توزیع آماری کانال، فاصله بین منبع و رله، فاصله بین رله و مقصد، توان سیگنال ارسالی و نسبت سیگنال به نویز ضربه‌ای لحاظ می‌شوند. در این راستا، نسبت سیگنال به نویز در گره مقصد با روابط ریاضی فرمول‌بندی شده و با استفاده از قضیه شانون، ظرفیت ارگادیک محاسبه می‌شود. بعلاوه، تأثیر میزان تخصیص توان بین منبع و رله، در مقدار ظرفیت ارگادیک بررسی شده است. در نهایت با شبیه‌سازی یک کانال نمونه، ظرفیت ارگادیک کانال به ازای مقادیر مختلف توان سیگنال ارسالی، نسبت سیگنال به نویز ضربه‌ای و طول کانال محاسبه شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهند که نمودار ظرفیت متوسط با تلفات مسیر به طور خطی تغییر می‌کند؛ به طوری‌که برای SNR=20 dB و در حضور رله با کاهش طول خط از 200 m به 10 m، ظرفیت تقریباً به اندازه bits/s/Hz 3.5 افزایش می‌یابد.
واژه‌های کلیدی: مخابره اطلاعات در بستر خطوط برق، رله تقویت و ارسال، ظرفیت ارگادیک، کانال log-normal و نویز ضربه‌ای
چکیده مبسوط [PDF 275 KB] (14 دریافت)
فهرست منابع
1. [1] شیخ حسینی، ״سیر تکاملی مخابرات خطوط قدرت: از یک سیستم تلفن ثابت تا فناوری مخابراتی شبکه هوشمند انرژی״، فصلنامه آموزش مهندسی ایران، شماره 80، 96-71، اسفندماه 97.
2. [2] C. Cano, A. Pittolo, D. Malone, L. Lampe; A. Tonello, A.Dabak," State of the Art in Power Line Communications: From the Applications to the Medium" IEEE Journal on Selected Areas in Communications ,Vol. 34, pp. 1935-1952, July 2016. [DOI:10.1109/JSAC.2016.2566018]
3. [3] H. C. Ferreira , L. Lampe , J Newbury and Th. G. Swart, "Power Line Communications: Theory and Applications for Narrowband and Broadband Communications over Power Lines," John Wiley & Sons, 2010. [DOI:10.1002/9780470661291]
4. [4] L. T. Berger, A. Schwager, and J. J. E Garzás, "Power Line Communications for Smart Grid Applications ," Journal of Electrical and Computer Engineering, Hindawi Publishing Corporation, Dec. 2012. [DOI:10.1155/2013/712376]
5. [5] سمانه دزفولی زاده، زهرا مبینی، "استراق سمع فعال با کمک UAV برای بهبود امنیت شبکه‌های مخابرات مشارکتی" نشریه مهندسی برق و الکترونیک ایران، جلد 18، شماره 3 ، 143-151، 1400.
6. [6] محسن ناصری، محمد جواد صابر، سید محمد سجاد صدوق، محمد ترابی، "ارزیابی عملکرد محرمانگی شبکه رله‌ای بافردار رادیوشناختی در کانال های محوشدگی رایلی" نشریه مهندسی برق و الکترونیک ایران، جلد 16، شماره 4 ، 113-121، 1398.
7. [7] H.S. Nguyen, L. Sevcik, H.-P. Van, "Performance Analysis on Low-Power Energy Harvesting Wireless Sensors Eco-Friendly Networks with a Novel Relay Selection Scheme," Electronics, vol.11, no.13, pp.1978, 2022. [DOI:10.3390/electronics11131978]
8. [8] M. L. Filomeno, M. L. R. Campos, H. V. Poor and M. V. Ribeiro, "Hybrid Power Line/Wireless Systems: Power Allocation for Minimizing the Average Bit Error Probability," IEEE Transactions on Communications, vol. 70, no. 2, pp. 810-821, Feb. 2022. [DOI:10.1109/TCOMM.2021.3139326]
9. [9] O. Ozgonenel, D. W. P. Thomas, S. U. Ercan, "Power Line Communication Through Distribution Transformers in Smar t Grid", in 40th International Conference on Telecommunications and singnal processing (TSP), IEEE, Oct. 2017. [DOI:10.1109/TSP.2017.8075981]
10. [10] S. U. Ercan, O. Ozgonenel, D. W. P. Thomas, "Power Line Communication Channel for Smart Grid", in 6th International Istanbul Smart Grids and Cities Congress and Fair (ICSG), IEEE, 2018. [DOI:10.1109/SGCF.2018.8408974]
11. [11] A. Cataliotti, V. Cosentino, D. D. Cara, G. Tinè, "Simulation of a power line communication system in medium and low voltage distribution networks," in 2011 IEEE International Workshop on Applied Measurements for Power Systems (AMPS), pp. 28-30, Sept. 2011. [DOI:10.1109/AMPS.2011.6090429]
12. [12] A. Salem, K. A. Hamdi, E. Alsusa, "Physical Layer Security Over Correlated Log-Normal Cooperative Power Line Communication Channels," IEEE Access, vol.5, pp. 13909-13921, July 2017. [DOI:10.1109/ACCESS.2017.2729784]
13. [13] K. M. Rabie, B. Adebisi, H. G. Yousif, H. Gacanin, A. M. Tonello, "A Comparison between Orthogonal and Non-Orthogonal Multiple Access in Cooperative Relaying Power Line Communication Systems", IEEE Access, vol.5, pp. 10118-10129, May 2017. [DOI:10.1109/ACCESS.2017.2710280]
14. [14] A. G. Liong, L. Gopal, C. Chiong, Y. Rong, "Channel Characteristics Comparison of Single-Relay and Two-Relay Two-way PLC Systems", IEEE Int. Conf on computing, communication and networking technologies (ICCCNT), India, July 2020. [DOI:10.1109/ICCCNT49239.2020.9225689]
15. [15] G. Prasad and D. Mishra, "Energy-Aware Outage Probability Minimization in DF-Relayed Power Line Communication," IEEE Networking Letters, vol. 3, no. 1, pp. 23-26, Mar. 2021. [DOI:10.1109/LNET.2020.3046418]
16. [16] A. Majumder and J. Caffery, "Power Line Communications: An Overview," IEEE Potentials, Oct. 2014.
17. [17] M. Zimmermann and K. Dostert, "A Multipath Model for the Powerline Channel", IEEE Transactions on Communications, vol. 50, no. 4, Apr. 2002. [DOI:10.1109/26.996069]
18. [18] L.D Bert, P. Caldera, D. Schwingshackl, and A.M. Tonello, "On Noise Modeling for Power Line Communications," in 2011 IEEE International Symposium on Power Line Communications and Its Applications, IEEE, Apr. 2011. [DOI:10.1109/ISPLC.2011.5764408]
19. [19] C. Abou-Rjeily, "Performance analysis of power line communication systems with diversity combining under correlated lognormal fading and Nakagami noise", IET Communications, vol. 11, no. 3. pp. 405-413, Feb. 2017. [DOI:10.1049/iet-com.2016.0802]
20. [20] S. Galli, "A simplified model for the indoor power line channel," in 2009 IEEE International Symposium on Power Line Communications and Its Applications, 2009, pp. 13-19. [DOI:10.1109/ISPLC.2009.4913396]
21. [21] J. Zhang, X. Liu, Y. Cui and D. Xu, "Physical-Layer Secret Key Generation in Power Line Communication Networks," IEEE Access, vol. 10, pp. 48539-48550, May 2022. [DOI:10.1109/ACCESS.2022.3168842]
22. [22] A. Camponogara, R. D. Souza and M. V. Ribeiro, "The Effective Secrecy Throughput of a Broadband Power Line Communication System Under the Presence of Colluding Wireless Eavesdroppers," IEEE Access, vol. 10, pp. 85019-85029, Aug. 2022. [DOI:10.1109/ACCESS.2022.3197528]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY NC 4.0) قابل بازنشر است. |
