直序扩频低压电力线载波通信系统设计——数字信号处理

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1、复旦大学硕士学位论文直序扩频低压电力线载波通信系统设计——数字信号处理姓名：居晓波申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：程君侠20030501摘要y-i005799电力线通信(PowerLineCommunieatiolO技术简称PLC，是指利用电力线传输数据和话音信号的利日噩信方式。其通过利用现有的电力线网络进行数据、指令的传输，大大提高r现有资源的利J

2、j率，是种“NoNewWires”技术，从而避免了号_l=1j线路的铺设。本文讨沦的是低压电力线载波通信系统设计，主要针对于适合我围电力线信道的自动抄表系统的廊用，其要求具有高可靠性、及时陛和经

3、济性的特点。解决方案的优劣直接影响到系统的技术水_甲和实用性。同前，国内lOkV以l：等级的高压电力线戡波技术已较成熟，侗低压电力网络上的载波通信还未能达到令人满意的水平。这在‘定释度上制约了自动抄表技术在我国的实际应用。国外虽然有较为成熟的低压电力线载波技术，侗将使用该技术进行通信的自动抄表系统直接用于我国，效果却不如人意。原因在于我同对低压电器电磁兼容性的控制远没有西方发达国家严格，日．对低i娃电力网上存在的电磁污染的治理并不得力，造成低雎电力网上干扰大，结果Pz霞影响着载波通信的质量。另外，用户负载千变万化造成网络传输特性复杂且为时变，很难以准确的数学模型加

4、以表征。因此，强干扰是低压电力线载波技术必须跨越的障碍。扩频技术具有优良的抗干扰特性，可以在很小的信噪比情况F进行通讯，甚至可以在有用信号比干扰信号低得多得条件下实现可靠的通信。使j『Ⅲ‘频技术的低压电力线载波通信可以在很大程度上解决上述问题，月．不必付in高昂的代价。本论文的结构是在研究直接序列扩频通讯原理的幕础l：，研究低压电力线载波系统的架构设i,I。、算法分析、电路实现和系统验证。本文-ii要分为两部分：(1)赢接序列扩频通讯的理论研究(2)直序扩频低压电力线通信系统的设(-t。和测试我的丰要工作是：(1)低压电力线载波系统的架构殴计(2)系统接收端的数字

5、前段电路算法分析和聆矸(3)系统接收端的数字前段电蹄实现(41系统接收端的数字前段电蹿测试(系统接收端的数字前段电路包括数字下变频、低通滤波、数字扪取和匹配解扩)系统在i市7i地实地测试取得了比现有产品优异的’忖能。AbstractThetechnologywhichcantransportthesignalofthedataandsoundbypowerlinesisPowerLineCommunication(PLC)．PLChasgainedwidespreadinterestinapplicationssuchashomeautomation，Inteme

6、taccess，automatedmeterreading，supervisorycontrolanddataacquisitionThisintereststemsfromIhefactthatPLCdoesnotrequireanewinvestmentincommunicationsinfrastructureandthatrecentdevelopmentsindigitalcommunicationsanddigitalsignalprocessingarenowcapableofprovidingsolutionstotheproblemsencoun

7、teredinPLCThethesisisaboutthedesignofthePLCsystemoverthelow-voltagegridThePLCsystemisappliedtotheautomatedmeterreading(AMR)Andithasthehighreliable，punctualandecmmmicalperformancesThesolutionofthePLCsystemisthecruxofIhesuccessfulsystem．ThePLCtechnologyoverthelow—voltagegridislessnlatur

8、ethanthePLCtechnologyoverthehigh·voltagegridnowBecauseofthebadconditionsofthenativePLCchannel，theoverseasPLCtechnologyoverthelow—voltagegridcannotbeappliedinChina．ItiswellknownthatspreadspectrumsystemsusuallyhavethehighperformanceofresistinginterferenceThethesisisbasedoninvestigatingt

9、hethe