ظرفیت ارگادیک سیستم مخابره اطلاعات در بستر خطوط شبکه های توزیع برق با بکارگیری رله ی تقویت و ارسال

در این مقاله، یک سیستم مخابره اطلاعات در بستر خطوط برق (PLC) برای کاربرد شبکه های توزیع مطالعه می شود. برخلاف کاربرد معمول PLC در شبکه های فشار قوی، بکارگیری رله ها در شبکه توزیع به دلیل مسافت کانال طولانی تر و ساختار شبکه ای 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 شبکه های توزیع می باشد. ظرفیت یک سیستم مخابراتی، به عوامل مختلفی از جمله مشخصات کانال، پهنای باند و نویز موجود در شبکه بستگی دارد. در مقایسه با پژوهش های انجام شده در خصوص تعیین ظرفیت سیستم مخابراتی PLC، تاکنون مقاله ای به مطالعه یک سیستم PLC در حضور رله ی تقویت و ارسال و نیز نویز ضربه ای نپرداخته است. در این مقاله، با بکارگیری مدل های عملی کانال و نویز، ظرفیت ارگادیک به صورت تابعی از نسبت سیگنال به نویز سیگنال ورودی محاسبه می شود. در تحلیل های 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 ضربه ای لحاظ می شوند. در این راستا، نسبت سیگنال به نویز در گره مقصد با روابط ریاضی فرمول بندی شده و با استفاده از قضیه شانون، ظرفیت ارگادیک محاسبه می شود. بعلاوه، تاثیر میزان تخصیص توان بین منبع و رله، در مقدار ظرفیت ارگادیک بررسی شده است. در نهایت با شبیه سازی یک کانال نمونه، ظرفیت ارگادیک کانال به ازای مقادیر مختلف توان سیگنال ارسالی، نسبت سیگنال به نویز ضربه ای و طول کانال محاسبه شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که نمودار ظرفیت متوسط با تلفات مسیر به طور خطی تغییر می کند؛ به طوری که برای SNR=۲۰ dB و در حضور رله با کاهش طول خط از ۲۰۰ m به ۱۰ m، ظرفیت تقریبا به اندازه bits/s/Hz ۳.۵ افزایش می یابد.

Keywords:

Power line communication , amplify-and-forward relaying , ergodic capacity , log-normal channel and impulsive noise. , مخابره اطلاعات در بستر خطوط برق , رله تقویت و ارسال , ظرفیت ارگادیک , کانال log-normal و نویز ضربه ای