基于OFDM电力线通信系统的同步方案设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第34巷第8期要莱电力VoI_34No．82006年8月EastChinaElectricPowerAug．2006基于OFDM电力线通信系统的同步方案设计程静远，陈磊(上海交通大学电子工程系，上海200030)摘要：分析了电力线传输信道的关键特性和OFDM系统中的同步问题，参照Homeplug1．0协议中的规定提出一个完整的OFDM同步方案。并给出仿真结果证明该方案的可行性。关键词：电力线载波通信；正交频分复用；同步作者简介：程静远(1982一)，女，硕士，主要从事下一代有线通信网络技术研究。中图分类号：TM75文献标识码

2、：B文章编号：1001．9529(2006)08-0104-04DesignofsynchronizationschemeforpowerlinecommunicationsystembasedonOFDMCHENGJing一)。n，CHENLei(Dept．ofElectronicEngineering，ShanghaiJiaotongUniv．，Shanghai200030，China)Abstract：Theessentialcharacteristicsofthepowerlinecommunication(PLC)channel，andsynchronizati

3、onoftheOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing(OFDM)systemareanalyzed．andacompleteOFDMsynchronizationschemeisproposedaccordingtostipulationsinHomeplug1．0agreement．Thefeasibilityoftheschemeisprovedbysimulation．Keywords：powerlinecommunication(PLC)；OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing(OFD

4、M)；synehroniza—tion电力线通信(PowerLineCommunication，简称案加以验证。PLC)是指利用电力线传输数据和话音等信号的1PLC信道特性与模型通信方式。在中高压配电网中，主要用于实现远程自动抄表、电力网配电控制等功能，使用模拟调将电力网络作为高频通信信号的传输介质制方式，因此，传输速率较低，限制在10k～100时，其具有信号衰减大，噪声干扰强，负载多，信道kbit／s。随着现代数字通信技术的兴起，PLC技术多径传播等特点⋯。开始应用于宽带通信领域。在宽带通信中，一般PLC传输信道的特性使其信道复杂度远远高将信号加载于高频段进行传输。但由

5、于电力线本于常规的有线传输方式，但它体现出的时变性和身是为低损耗传输50／60Hz低频电流而建设的，多径传输特性十分类似于无线空间信道。两者之对于高频信号并非良好的传输环境。其自身特间的区别在于，PLC信道中的多径传输路线是有性决定了信道传输环境较为恶劣，由此，OFDM限的，且时变性不如无线信道那样剧烈，在一段观技术成为电力线载波通信系统中的必备方案，察时间内，可以假设多径反射的时延是一个常数。它能够有效克服电力线负载引起的多径干扰，因而在建立PLC信道模型时，可以参照无线瑞利适应电力线有效频段窄等特性。而同步技术又信道，并作适当简化。这样，考虑多径传输效应的是OFDM系

6、统的关键技术之一。目前较为流行信道传输函数就可以表示为：的一种宽带PLC发展模式是基于HomePlug1．0N1的家庭联网模式。然而，HomePlug1．0并未规(：∑I=Iaie(1)定同步方案的细节。基于此，本文首先对PLC其中i为多径分量序号，'7。和。是线路衰减系数(0．2～信道进行分析，给出特定信道模型。其次，对基1之间)，s是衰减因子，是传播速度。于homeplug1．0的OFDM系统予以描述，并提本文基于这一信道模型，给出对同步算法的出一个具体的同步方案。最后通过仿真对该方性能仿真结果。维普资讯http://www.cqvip.com程静远，等基于OFDM电

7、力线通信系统的同步方案设计整的同步方案。该方案的整体框图如图2所示。2电力通信中的OFDM系统(参见图1)整个方案中包含估计结果的反馈过程。HomePlug1．0协议是家庭插电联盟(Home．PlugPowerlineAlliance，HPA)发布的第1个电力线网络通信技术协议，协议采用了OFDM调制技术，支持最大14Mb／s的传输速率。OFDM通过将高速的串行信号分配在相互正交的子载波上同图2l司步算法简单框时传输，实现在每个子载波上以较慢的速率传输(1)定时信号，将频率选择性的整个频带分割成独立的平HomePlug1．0协