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E-Book

Smart-Meter Datenübertragung mit COFDM-Systemen

Eine Analyse für den Frequenzbereich gemäß EN 50065

AutorDominik Prause
VerlagDiplomica Verlag GmbH
Erscheinungsjahr2010
Seitenanzahl123 Seiten
ISBN9783836641845
FormatPDF
Kopierschutzkein Kopierschutz/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis23,00 EUR
Dieses Buch bietet eine kurze Einführung in den Aufbau vom Powerline-Kommunikationsnetz für die Übertragung von Smart-Meter Daten mit Hilfe von codierten OFDM-Systemen. Darauf aufbauend folgt eine systematische Analyse von Fehlerstrukturen in den Empfangsdaten sowie die Betrachtung von Strategien zur Steigerung der Übertragungsqualität. Konkrete Simulationsergebnisse zeigen die Leistungsfähigkeit von klassischen Kanalcodierungsverfahren anhand von BCH- und Faltungscodes.

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Inhaltsverzeichnis
Smart-Meter Datenübertragung mit COFDM-Systemen1
Inhaltsverzeichnis3
Abbildungsverzeichnis5
Tabellenverzeichnis7
1 Einleitung8
2 Systemaufbau und Powerline-Kanäle9
2.1 Datenübertragung über das elektrische Energieversorgungsnetz9
2.1.1 Topologie von Energieverteilnetzen9
2.1.2 Die Norm EN 5006510
2.2 System- und Signalmodelle11
2.2.1 Modell des PLC-Systems11
2.2.2 Systemmodell mit diskretem Kanal12
2.2.3 Vektorbasiertes Signalmodell14
2.3 OFDM-Übertragung14
2.3.1 Funktionsprinzip15
2.3.2 Vor- und Nachteile von OFDM-Systemen24
2.4 Kanalmodell25
2.4.1 Kanalimpulsantwort und Übertragungsfunktion26
2.4.2 Additive Störungen29
2.5 Fehlermuster in den Empfangsdaten40
2.5.1 Beschreibung der Fehlermuster40
2.5.2 Auswirkungen des Mehrträgersystems41
2.5.3 Auswirkungen der Modulationsart42
2.5.4 Auswirkungen des Hintergrundrauschens43
2.5.5 Auswirkungen der Schmalbandstörer45
2.5.6 Auswirkungen der periodischen Impulsstörer46
2.5.7 Auswirkungen der aperiodischen Impulsstörer48
3 Kanalcodierungsverfahren49
3.1 Codierung in der Nachrichtenübertragung49
3.2 Grundlagen der Kanalcodierung51
3.2.1 Grundprinzip der Kanalcodierung51
3.2.2 Mathematische Hilfsmittel51
3.2.3 Begriffe und Definitionen aus dem Kontext der Kanalcodierung53
3.2.4 Begriffe aus der Informationstheorie54
3.3 Blockcodes55
3.3.1 Grundbegriffe56
3.3.2 Lineare Blockcodes56
3.3.3 Zyklische Blockcodes57
3.3.4 Erkennung und Korrektur von Fehlern57
3.3.5 BCH Codes58
3.4 Faltungscodes62
3.4.1 Beschreibung von Faltungscodes62
3.4.2 Encodierung von Faltungscodes66
3.4.3 Decodierung mit dem Viterbi-Algorithmus66
3.5 Fehlerverteilung71
3.5.1 Interleaving-Verfahren72
3.5.2 Dimensionierung eines Interleavers für periodische Impulsstörer74
3.6 Randbedingungen für die Codeauswahl75
3.6.1 Charakteristische Fehlerstrukturen / Signalmodell / Kanalmodell75
3.6.2 Begrenzung der Verzögerungszeit76
3.6.3 Begrenzung der Übertragungsbandbreite76
3.6.4 Begrenzung der Sendeleistung76
3.6.5 Implementierungsaufwand / Resourcenbedarf76
3.6.6 Systembedingte Datenstrukturen77
3.7 Übertragungsstrategien77
3.7.1 Strategien ohne Kanalkenntnis77
3.7.2 Strategien mit Kanalkenntnis79
4 Simulationen82
4.1 Die Simulationsumgebung82
4.1.1 Die Simulationssoftware MATLAB82
4.1.2 Das Simulationsmodell82
4.2 Implementierung der Systemkomponenten87
4.2.1 Sender87
4.2.2 Kanal90
4.2.3 Empfänger93
4.2.4 Auswertung94
4.3 Referenzsysteme und Referenzkanäle95
4.3.1 Referenzsysteme95
4.3.2 Referenzkanäle97
4.4 Simulationsergebnisse103
4.4.1 Verifizierung der Systeme im AWGN-Kanal103
4.4.2 Leistungsfähigkeit des OFDM-Systems in typischen Referenzkanälen108
4.4.3 Leistungsfähigkeit einstufig codierter Systeme109
4.4.4 Einfluss der Fehlerverteilung auf die Leistungsfähigkeit112
4.4.5 Vergleich der Simulationsergebnisse117
5 Literaturverzeichnis119
Autorenprofil122

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