《电力线载波通信》.ppt

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1、电力线载波通信PowerLineCarrierCommunication主讲教师：项洪印2021/8/271华北电力大学1.2载波通信的基本原理基本概念频率搬移变频器三路单向载波传输双向通信的问题和解决方案2021/8/272华北电力大学基本概念（一）1.复用时分复用：把时间分割成周期性的帧，每一帧再分割成若干个时隙频分复用：将传输频带分成多个部分，每一个部分均可作为一个独立的传输信道使用。码分复用：用一组正交码对一个频率信号进行扩频或者加扰处理，达到多路传输的目的2021/8/273华北电力大学时分复用2021

2、/8/274华北电力大学时分复用2021/8/275华北电力大学频分复用2021/8/276华北电力大学基本概念（一）2.语音（话音）信号的特点产生：语音信号波形是语音声波经过声-电转换器得到的连续时间函数；波形图是语音幅度随时间变化的二维图。2021/8/277华北电力大学波形特性：语音信号幅度动态范围一般最大为40分贝，实际由于说话人的差别可以达到60~70分贝。元音幅度较大，有准周期性；清辅音幅度小，和噪声特性相似。在长时间的语音信号中有相当多的无信号区间，即所谓的语音寂静区间。2021/8/278华北电力

3、大学频率特性：带宽有限一般为20~3400Hz,有限的带宽特性决定了可以用有限的奈奎斯特取样速率，把语音信号离散化功率谱密度语音中不同频谱分量的平均概率可以用长时平均谱密度来表示。语音波形高频分量对语音总能量的贡献很小，但是高频分量带有重要的语音信息，平均功率谱约在250-500Hz处最大，而高于此频率的功率谱约以每倍频呈6~10dB下降。语音信号的短时频谱并不总是低通特性。辅音有较高的频谱分量，显噪声特性；元音从总体上看是低通的，显示明显的局部特性。2021/8/279华北电力大学3传输媒质明线：由电杆支持架于

4、地面上的裸导线通信线路2021/8/2710华北电力大学架空地线：对导线屏蔽，与之有藕合作用，从而可以减少雷电直接击于导线的机会2021/8/2711华北电力大学裂相导线：将每相导线由几根直径较小的分导线组成，各分导线间隔一定距离并按对称多角形排列2021/8/2712华北电力大学线路传输频带架空明线实用传输频带最高频率可达300kHz对称电缆可达600kHz同轴电缆可达60MHz电力线高频通道可达500kHz。2021/8/2713华北电力大学频率搬移（二）调制：2021/8/2714华北电力大学频率搬移（二）

5、2021/8/2715华北电力大学频率搬移：“频率搬移”也叫“频率变换”，简称“变频”，其实质就是把信号的频带从一个频段搬移到另一个频段，实现“变频”的部件称为变频器。频率分割：把各路信号频带从狭路群路或分割出来，再各自进行反“变换”，恢复其原来的基带频谱，最后分别由各自对应的用户接收，从而实现了频分多路通信。频率搬移（二）2021/8/2716华北电力大学2021/8/2717华北电力大学过程描述在发信端，必须把各路原始话音信号的基带频谱0.3～3.4kHz，通过“频率搬移”搬到适合线路传输的频带内并依次排列起

6、来且互不重叠，然后在线路上传输到收信端。在收信端，利用各路信号所占用的线路传输频带的位置不同，通过“频率分割”把各路信号频带分割出来，再各自进行反“变换”，恢复其原来的基带频谱，最后分别由各自对应的用户接收，从而实现了频分多路通信。2021/8/2718华北电力大学变频器（三）2021/8/2719华北电力大学话音三角形的频带平移与倒置频带平移：上边带话音三角形与调制器输入调制信号的话音三角形方向一致频带倒置：下边带的话音三角形的方向与输入调制信号话音三角形的方向相反变频器（三）2021/8/2720华北电力大学

7、频谱三角形变频器（三）2021/8/2721华北电力大学载波通信传输方式双边带调幅传输方式：载频F和上、下边带F士ƒ一起送到线路上传送载频抑制双边带调幅传输方式：只传送两个有用上、下边带F士ƒ而不传送载波本身载频抑制单边带调幅传输方式：仅传送一个有用边带，而把另一个有用边带和载频都抑制掉2021/8/2722华北电力大学单边带通信的优缺点单边带通信的优点:1)节省发信功率；2)节约频带；3)保密性较好。单边带通信的缺点:1)设备复杂；2)载频准确同步困难；2021/8/2723华北电力大学载频同步在收信端，为了恢

8、复原来的信号，还必须产生一个解调载波信号，并要求它的频率和相位与发信端的调制载波的频率和相位完全相同，称为载频同步2021/8/2724华北电力大学三路单向载波电话的传输过程（四）2021/8/2725华北电力大学单向通信各路话音频带均取0.3～3.4kHz，三路载频分别为8,12kHz和16kHz,各路载频依次间隔为4kHz，恰好等于每个话路的带宽，以便有效地利用线路传