基于涡流原理的电感式角度编码器设计

1

作者 郭以贺 陈赛锋 高荣森 《仪表技术》 2024年第5期27-30,共4页

电感式角度编码器采用无接触工作方式,在工业生产等方面得到广泛应用,目前我国的电感式角度编码器技术水平仍有待进一步提升。设计了一种基于涡流原理的电感式角度编码器,其结构包括定子和转子。通过印制电路板(PCB)工艺,定子部分的激... 电感式角度编码器采用无接触工作方式,在工业生产等方面得到广泛应用,目前我国的电感式角度编码器技术水平仍有待进一步提升。设计了一种基于涡流原理的电感式角度编码器,其结构包括定子和转子。通过印制电路板(PCB)工艺,定子部分的激励线圈和接收线圈被印制在同一块PCB上,极大地缩小了编码器的体积;印制在PCB上特定形状的敷铜区域构成转子,不同的敷铜区域形成一个个扇区。针对定子和转子的电磁耦合机理,分析了转子涡流对接收线圈感应电压的影响,并搭建了试验平台进行测试。测试结果表明,该角度编码器展现出了较高的测量精度,具有良好的应用前景和广阔的市场潜力。 展开更多

关键词 电感式角度编码器 涡流 印制电路板

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适用于埋地电缆的通信信道模型研究

2

作者 白浩 董文活 郭以贺 《机电工程技术》 2024年第9期282-285,290,共5页

机场助航灯光系统是确保飞机安全起降的关键,需要每日进行巡检,保证其正常稳定工作。但传统通信方式限制了机场助航灯自动化监测系统的发展。利用电力线通信具备免布线、高安全性和易实现等优势,研究埋地电缆的信道模型,分析埋地电缆的... 机场助航灯光系统是确保飞机安全起降的关键,需要每日进行巡检,保证其正常稳定工作。但传统通信方式限制了机场助航灯自动化监测系统的发展。利用电力线通信具备免布线、高安全性和易实现等优势,研究埋地电缆的信道模型,分析埋地电缆的单位长度参数求解方法,分析大地电导率和介电常数的影响,提出了适用助航灯埋地电缆的信道模型。在埋地电缆信道模型基础上,建立了整体信道模型,分析了电力线通信信号在每个助航灯间传输的衰减规律,结果表明在2 MHz以下可以通过中继方式构建助航灯监测通信网;在几十kHz以下的低频段可以实现3 km内全部助航灯节点的直接通信。电力线通信技术可以满足助航灯的监测需求。 展开更多

关键词 电力线通信 埋地电缆 传输线理论 散射参数

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基于多导体传输线的中压电力线通信信道建模 被引量：30

3

作者 郭以贺 谢志远 石新春 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期1183-1190,共8页

信道特性是制约中压电力线通信技术应用的重要因素。为了实现高速和可靠的电力线通信,必须对电力线信道模型有充分的理解。根据自底向上建模方法的需要,首先求解了钢芯铝绞线的交流内阻抗和三相架空电力线路的单位长度参数矩阵。基于多... 信道特性是制约中压电力线通信技术应用的重要因素。为了实现高速和可靠的电力线通信,必须对电力线信道模型有充分的理解。根据自底向上建模方法的需要,首先求解了钢芯铝绞线的交流内阻抗和三相架空电力线路的单位长度参数矩阵。基于多导体传输线理论推导了均匀架空线路的传输矩阵,针对电力线通信中常用的耦合方式,计算了端口的电压、电流和阻抗。测量了配电变压器高压端口的阻抗,得到其阻抗矩阵和传输矩阵。基于网络级联建立了信道的总体模型,现场测试数据验证了信道模型的正确性。结合测试结果,分析了中压架空线路信道的阻抗和衰减规律,提出了电力线通信系统设计的建议。 展开更多

关键词 信道建模 电力线通信 多导体传输线 传输矩阵 配电变压器

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适用于低压电力线通信的集总参数线缆模型 被引量：11

4

作者 郭以贺 霍然 +2 位作者 刘欣 谢志远 仇娟 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期156-161,共6页

为在实验室环境下模拟实际低压电力线缆的信道特性,需要建立电力线通信频段下的线缆集总参数模型。提出了一种通过电磁仿真方法获得分布电阻和电感,以及采用开路阻抗测量方法获得分布电容的方法,在此基础上得到线缆的传输参数并将传输... 为在实验室环境下模拟实际低压电力线缆的信道特性,需要建立电力线通信频段下的线缆集总参数模型。提出了一种通过电磁仿真方法获得分布电阻和电感,以及采用开路阻抗测量方法获得分布电容的方法,在此基础上得到线缆的传输参数并将传输参数转换为Y参数,建立π形等效电路。基于矢量匹配法求解π形电路各支路的无源等效电路,从而建立线缆的集总参数模型。通过对比分布和集总参数模型下传输和阻抗特性的计算结果,证明了集总模型的准确性。所建模型可以通过电路级联模拟各种长度的实际线缆。 展开更多

关键词 电力线通信 集总参数模型 分布参数模型 矢量匹配法 传输线

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基于ARM的馈线自动化系统设计 被引量：8

5

作者 郭以贺 谢志远 徐智坚 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2010年第10期105-108,共4页

介绍了基于10kV电力线载波通信的馈线自动化系统的网络结构。阐述了基于ARM7处理器的馈线终端单元(FTU)硬件平台的设计方案,详细介绍了各个模块功能,其中,载波通信模块能有效应对信道的恶劣传输特性。软件设计采用了嵌入式实时操作系统... 介绍了基于10kV电力线载波通信的馈线自动化系统的网络结构。阐述了基于ARM7处理器的馈线终端单元(FTU)硬件平台的设计方案,详细介绍了各个模块功能,其中,载波通信模块能有效应对信道的恶劣传输特性。软件设计采用了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ,能够实现继电保护、电量采集、载波通信、无线遥控等功能。鉴于目前还没有适用于配电网载波信道的通信协议,提出了基于有限状态机的通信协议设计方案,在IEC870-5-101协议的基础上实现了灵活、可靠的中继通信。现场运行表明,系统稳定可靠,具有较高的实用价值。 展开更多

关键词 馈线自动化系统 ARM 馈线终端单元(FTU) μC/OS-Ⅱ 通信协议

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配电网载波通信信道的分析和建模 被引量：13

6

作者 郭以贺 谢志远 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期49-52,共4页

为实现可靠和高速的10kV电力线载波通信,有必要对配电网载波信道的传输特性进行研究。基于二端口网络和传输线理论,建立了配电网载波信道的转移矩阵模型。该模型的参数容易计算和测量,能够分析网络中任意2个节点之间的信号传播规律。基... 为实现可靠和高速的10kV电力线载波通信,有必要对配电网载波信道的传输特性进行研究。基于二端口网络和传输线理论,建立了配电网载波信道的转移矩阵模型。该模型的参数容易计算和测量,能够分析网络中任意2个节点之间的信号传播规律。基于该模型给出了线路整体工作衰减的计算方法,揭示了线路产生频率选择性衰落的原因。针对配电网中大量存在的阻抗不匹配环节,分析了配电网中部分线路的工作衰减。结果表明,该衰减值与线路其他部分有关,传统简单估算的结果误差较大。基于PSpice建立了一个10kV线路的信道模型,验证了理论方法的正确性,并据此提出了对通信系统设计的建议。 展开更多

关键词 配电网 载波通信 信道模型 PSPICE 衰减

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低压电力线宽带通信信道建模方法 被引量：8

7

作者 郭以贺 霍然 +1 位作者 杨哲 谢志远 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第21期6300-6308,共9页

电力线网络的高频阻抗和传输特性是设计低压电力线宽带通信系统的重要依据。该文分析趋肤效应和邻近效应对单位长度电阻和电感的影响,以及复介电常数对单位长度电容和电导的影响。基于电磁仿真方法求解单位长度参数初值,结合电力线的低... 电力线网络的高频阻抗和传输特性是设计低压电力线宽带通信系统的重要依据。该文分析趋肤效应和邻近效应对单位长度电阻和电感的影响,以及复介电常数对单位长度电容和电导的影响。基于电磁仿真方法求解单位长度参数初值,结合电力线的低损耗特性,提出一种利用开路阻抗测量结果进行单位长度参数精确求解的方法。多分支网络下的测试结果表明信道模型在30k Hz^30MHz宽带范围内具有很高的准确性。结合测试结果,分析网络结构对信道特性的影响,指出分支线路和用电设备输入阻抗的频变性是整体网络形成深度衰落的主要因素。建模方法结合仿真计算和辅助测量,具有结果准确、简单易行和适用广泛的优点。 展开更多

关键词 电力线宽带通信 信道模型 传输线 分布参数 散射参数

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一种中压电力线通信阻抗匹配电路设计 被引量：6

8

作者 郭以贺 杜思思 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期102-107,共6页

中压电力线信道特性复杂,其中阻抗失配会对通信质量产生重要的影响。分析了电容型相地耦合装置中耦合电容器和耦合变量器非理想参数引起的插入损耗。建立了匹配电路的模型,采用转移功率增益描述阻抗匹配的效果。以经典无源带通滤波器的... 中压电力线信道特性复杂,其中阻抗失配会对通信质量产生重要的影响。分析了电容型相地耦合装置中耦合电容器和耦合变量器非理想参数引起的插入损耗。建立了匹配电路的模型,采用转移功率增益描述阻抗匹配的效果。以经典无源带通滤波器的结构为基础,保留耦合装置中非理想元件,基于非线性优化算法调整匹配网络的元件值,使得在50~500 k Hz范围转移功率增益的平均值达到最大。相关算例表明,该方法有效提高了整个频带的转移功率增益,达到了较好的匹配效果。所设计匹配电路结构简单,易于实现。 展开更多

关键词 电力线通信 阻抗匹配 非线性优化 耦合装置 转移功率增益

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基于电力线通信的馈线自动化系统设计 被引量：3

9

作者 郭以贺 谢志远 《电力系统通信》 2012年第1期66-69,共4页

文章介绍了基于电力线通信的配电网馈线自动化系统的基本结构,分析了系统实现在线监测、电流保护、故障检测和隔离等主要功能的实现方法。阐述了10 kV智能柱上开关的设计结构和工作原理,其中载波通信模块能有效应对信道的恶劣传输特性... 文章介绍了基于电力线通信的配电网馈线自动化系统的基本结构,分析了系统实现在线监测、电流保护、故障检测和隔离等主要功能的实现方法。阐述了10 kV智能柱上开关的设计结构和工作原理,其中载波通信模块能有效应对信道的恶劣传输特性。鉴于目前还没有适合于配电网载波信道的通信规约,提出了基于有限状态机的通信规约设计方案,在101规约的基础上实现了灵活和可靠的中继通信。1年多的现场运行表明,系统稳定可靠,具有较高的实用价值。 展开更多

关键词 馈线自动化系统 智能开关 电力线通信

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基于无迹卡尔曼滤波的磁编码器设计 被引量：2

10

作者 郭以贺 刘东东 吴宁 《电工技术》 2022年第11期32-35,39,共5页

磁编码器在高精度测控领域有着广泛应用。分析了磁编码器在精度提升上的各类方法,在对输出信号进行幅度归一化和补偿后,针对实际霍尔元件输出信号中的随机噪声,建立了基于圆周运动模型的状态方程。针对状态方程中非线性问题,提出了基于... 磁编码器在高精度测控领域有着广泛应用。分析了磁编码器在精度提升上的各类方法,在对输出信号进行幅度归一化和补偿后,针对实际霍尔元件输出信号中的随机噪声,建立了基于圆周运动模型的状态方程。针对状态方程中非线性问题,提出了基于无迹卡尔曼滤波的磁编码器设计方案,并分别在300 r/min、600 r/min和1200 r/min三种转速下将无迹卡尔曼滤波前后的角度误差数据进行对比分析,结果证明了该方案在工业应用上的可行性和有效性,在不同转速下均有明显的精度提升效果,而且能很好地消除突变的大误差值问题。 展开更多

关键词 无迹卡尔曼滤波 磁编码器 角度 霍尔

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一种适用于课堂使用的便携式数字电子技术实验平台设计

11

作者 郭以贺 张宁 何玉钧 《中国教育技术装备》 2019年第20期27-28,共2页

目前,大多数高等院校数字电子技术基础课程的实验教学滞后于课堂讲授,且实验内容占讲授内容的比例偏低。为了实现在课堂上边讲授边实验,激发学生的学习兴趣并帮助学生及时掌握授课内容,设计一种便携式数字电子技术实验平台。其核心由逻... 目前,大多数高等院校数字电子技术基础课程的实验教学滞后于课堂讲授,且实验内容占讲授内容的比例偏低。为了实现在课堂上边讲授边实验,激发学生的学习兴趣并帮助学生及时掌握授课内容,设计一种便携式数字电子技术实验平台。其核心由逻辑分析仪和各种基本数字电子电路组成,采用STM32F103处理器作为主控芯片,采用液晶显示屏和按键实现人机交互。实践表明,采用该实验平台后,有效提高了课堂教学的质量。 展开更多

关键词 逻辑分析仪 数字电子技术 微处理器 实验平台

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三相架空电力线上载波信号的传输规律 被引量：6

12

作者 谢志远 刘倩 +1 位作者 郭以贺 王岩 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期57-60,共4页

为了实现配电网高速、可靠通信,对其信道特性进行了研究。从多导体传输线理论出发,在试验场地架设了三相传输线,测得不同情况下的信号传输规律,采用MATLAB对其建模仿真并验证结果的正确性。由于信号在传输线上的传输规律与线路的一次参... 为了实现配电网高速、可靠通信,对其信道特性进行了研究。从多导体传输线理论出发,在试验场地架设了三相传输线,测得不同情况下的信号传输规律,采用MATLAB对其建模仿真并验证结果的正确性。由于信号在传输线上的传输规律与线路的一次参数密切相关,分析了如何根据线路的型号、材质、布线结构来计算不同频率下线路的一次参数矩阵。分析结果表明,在衰减较小的频段,采用合理调制方式可以实现信号高速、可靠传输。 展开更多

关键词 配电网 多导体传输线 传输规律 信道特性 一次参数

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传输线电气参数测试方法研究与应用 被引量：5

13

作者 谢志远 王岩 +1 位作者 郭以贺 刘倩 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期151-155,共5页

为了研究电力线载波信道的衰减特性,需要建立高频传输线模型,而理论模型需要实测验证。基于传输线理论,通过理论计算,得出一具体长度的传输线在不同频率的电气参数值,并与实际模型测试值进行比较,验证了理论计算的准确性。此外,为进一... 为了研究电力线载波信道的衰减特性,需要建立高频传输线模型,而理论模型需要实测验证。基于传输线理论,通过理论计算,得出一具体长度的传输线在不同频率的电气参数值,并与实际模型测试值进行比较,验证了理论计算的准确性。此外,为进一步模拟实际电力线网络,提出了基于网络级联思想的信道建模方法,即将一段均匀电力线视为一个二端口网络,整条线路可以用多个二端口网络的级联表示。通过对实际线路模拟模型的测量,验证了该思想的正确性,为配电网电力线电气参数研究提供了理论基础。 展开更多

关键词 电气参数 衰减 传输线模型 二端口网络 级联

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中压配电网载波通信调制解调技术研究 被引量：6

14

作者 谢志远 杨星 +2 位作者 贡振岗 吴晓燕 郭以贺 《电子技术应用》 北大核心 2013年第2期93-95,99,共4页

针对配电网载波通信的特点,基于传输线理论,对中压电力线信道衰减特性进行了建模,通过计算结果与测量结果的对比验证了该模型的准确性。介绍了正交频分复用的基本原理及优点,分析了其实现过程。对OFDM在电力线信道上的传输特性进行了仿... 针对配电网载波通信的特点,基于传输线理论,对中压电力线信道衰减特性进行了建模,通过计算结果与测量结果的对比验证了该模型的准确性。介绍了正交频分复用的基本原理及优点,分析了其实现过程。对OFDM在电力线信道上的传输特性进行了仿真,进一步研究了在恶劣的信道传输特性下OFDM抗多径衰落能力,为更充分地发挥OFDM在电力线载波通信中的优势提供了参考。 展开更多

关键词 中压PLC 传输线理论 衰减特性 正交频分复用

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基于传输线理论的中压电力线信道建模和分析 被引量：17

15

作者 谢志远 孙艳 郭以贺 《电力科学与工程》 2010年第7期5-8,共4页

从传输线的理论出发,建立了山西某535线路的一段仿真模型,基于该模型研究了10 kV电力线信道的衰减特性,并将仿真所得的衰减频点与实际线路中可以通信的频点相对比,验证了模型的正确性。分析了在分支线路上增加电缆对信道的影响以及载波... 从传输线的理论出发,建立了山西某535线路的一段仿真模型,基于该模型研究了10 kV电力线信道的衰减特性,并将仿真所得的衰减频点与实际线路中可以通信的频点相对比,验证了模型的正确性。分析了在分支线路上增加电缆对信道的影响以及载波通道间的串音衰减。增加电缆后由于存在了波阻抗的不连续点,行波在传输过程中发生反射和折射,产生了较大的衰耗。变电站内电气设备间和导线间的电磁耦合的存在,使得载波通道间产生串音衰减。 展开更多

关键词 传输线 信道模型 衰减

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电力线通信中传输线参数测试与应用 被引量：5

16

作者 谢志远 王岩 +1 位作者 郭以贺 刘倩 《电测与仪表》 北大核心 2012年第1期52-56,共5页

为了研究电力线载波通信信道的特性,有必要对电力线通信中传输线的电气参数进行实际测试和分析。本文基于耦合传输线理论,模拟实际线路分布情况,对某一具体长度的电力线进行测试,理论推导出该长度的传输线在不同频率的电气参数值。通过... 为了研究电力线载波通信信道的特性,有必要对电力线通信中传输线的电气参数进行实际测试和分析。本文基于耦合传输线理论,模拟实际线路分布情况,对某一具体长度的电力线进行测试,理论推导出该长度的传输线在不同频率的电气参数值。通过对实际测量数据与仿真结果的比较,验证了理论计算的正确性。此外,基于传输线模型建立了电力线通信中各分支线路的模型,Pspice仿真结果基本和测试结果一致,为电力线信道模型的建立及其特性的分析与研究奠定了基础。 展开更多

关键词 电气参数 传输线理论 二端口级联 信道建模

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面向10kV馈线自动化系统的单子载波OFDMA电力线通信方法 被引量：2

17

作者 胡正伟 谢志远 +1 位作者 郭以贺 黄怡然 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期160-167,共8页

针对10 kV馈线自动化系统的通信特点,提出了一种基于正交频分多址接入(OFDMA)技术的电力线通信方法。该方法采用单子载波通信模式实现信号发送功率最大化,避免了多载波OFDMA系统中的峰均比(PAR)问题,减少了计算量。单子载波通信模式采... 针对10 kV馈线自动化系统的通信特点,提出了一种基于正交频分多址接入(OFDMA)技术的电力线通信方法。该方法采用单子载波通信模式实现信号发送功率最大化,避免了多载波OFDMA系统中的峰均比(PAR)问题,减少了计算量。单子载波通信模式采用主子载波和辅子载波交替通信,以保证10 kV馈线系统能采用通信质量最高的子载波。为提高通信效率,采用可用子载波标识向量选择辅子载波,并根据实际电网运行情况实时刷新可用子载波标识向量。对通信成功率、子载波切换周期进行了分析。现场运行测试结果表明,所提单子载波通信模式的通信成功率较高。 展开更多

关键词 配电 正交频分多址接入 馈线自动化 电力线 通信 频率切换 子载波

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基于S参数的空气开关高频模型研究 被引量：3

18

作者 谢志远 杜思思 郭以贺 《电测与仪表》 北大核心 2018年第7期116-121,共6页

空气开关是低压配电网中重要的电器设备。然而由于其内部的特殊结构,导致对电力线通信信号某些频段产生深度衰减。为了深入研究空气开关对通信信号的衰减规律,准确建立空气开关的高频电路模型是非常必要的。文章基于二端口网络散射参数... 空气开关是低压配电网中重要的电器设备。然而由于其内部的特殊结构,导致对电力线通信信号某些频段产生深度衰减。为了深入研究空气开关对通信信号的衰减规律,准确建立空气开关的高频电路模型是非常必要的。文章基于二端口网络散射参数与阻抗、传输参数间的转换关系以及串并联谐振电路特性建立了空气开关的高频电路模型,通过MATLAB仿真与实际测量结果的对比分析,验证了空气开关高频等效电路模型的可行性。该空气开关的高频电路模型能够较为准确地表达空气开关的阻抗及传输特性,建模方法简单适用,为低压电器建模提供了参考。 展开更多

关键词 空气开关 S参数 二端口网络 MATLAB

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适用于配电网通信的纠错编码技术研究与设计 被引量：1

19

作者 谢志远 李娜 郭以贺 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2008年第4期97-101,共5页

为了提高电力线通信的可靠性,采用BCH码和交织相结合的纠错编码技术来降低通信的误码率。在分析了一般BCH码编译码原理的基础上,提出了一种改进的编译码软件设计方案,选用了合理的交织技术并通过仿真验证了BCH码结合交织技术的可行性。... 为了提高电力线通信的可靠性,采用BCH码和交织相结合的纠错编码技术来降低通信的误码率。在分析了一般BCH码编译码原理的基础上,提出了一种改进的编译码软件设计方案,选用了合理的交织技术并通过仿真验证了BCH码结合交织技术的可行性。利用ARM芯片结合FPGA实现了该交织编码方案,结果表明该系统可以同时纠正一帧数据的随机错误和突发错误,提高了电力线传输的可靠性。 展开更多

关键词 电力线通信 编译码 交织 帧同步

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一种改进的LMS自适应低压电力线通信信道估计方法 被引量：1

20

作者 谢志远 马英红 郭以贺 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2006年第5期68-71,共4页

在分析了低压电力线信道特性的基础上,对OFDM低压电力线通信中的LMS自适应信道估计算法进行了研究。基于低压电力线的多径传输特性和慢时变特性,提出了一种改进算法,该算法利用低压电力线的多径传输特性实现了对LMS算法更新步长的调整。... 在分析了低压电力线信道特性的基础上,对OFDM低压电力线通信中的LMS自适应信道估计算法进行了研究。基于低压电力线的多径传输特性和慢时变特性,提出了一种改进算法,该算法利用低压电力线的多径传输特性实现了对LMS算法更新步长的调整。在OFDM低压电力线通信信道下对该算法进行仿真,结果表明该算法对低压电力线信道具有更好的估计性能。 展开更多

关键词 信道估计 LMS OFDM

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