基于ofdm的高速低压电力线调制解调技术研究

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1、北方T业大学硕士学位论文第一章中首先对论文的研究背景进行了概述，介绍了电力线通信概况，论述了本课题的研究背景及研究内容。第二章中对低压电力线信道特性进行了描述，主要包括电力线信道中的噪声和信道衰减，并给出了低压电力线信道模型及信道容量计算方法。最后对H0mePlug1．0协议进行了介绍。第三章中对OFDM技术进行了介绍，包括OFI)M技术的原理、0FDM的具体实现方法、OFDM实现的关键技术、OFDM技术应用于低压电力线通信的优势比较。第四章主要是将OFI)M调制解调技术运用到低压电力线通信系统中，并对该系统进行了仿真分析。在此仿真系统的基础之

2、上，对基于循环前缀的信道估计算法进行了进一步的研究。第五章阐述了基于0FDM的高速低压电力线通信模块的实现方案，包括系统的组成及整体功能概述、系统各部分的硬件实现、印制电路板的设计实现及系统的软件配置。第六章中对低压电力线通信模块进行了测试，并对测试结果进行分析，提出改进工作的思路。结论部分对全文做了一个总结，并指出了后继研究工作和未来的研究方向。．5．北方T业大学硕+学位论文2低压电力线通信信道及协议标准低压电力网作为高频载波通信信道使用时，首先需要面对的问题就是要了解信道复杂的电气特性。由于低压电力网与千家万户相连，各种各样电器设备所产生的

3、特性复杂的噪声在电力线中的传播会不同程度地干扰载波信号在信道上的传输。因此，如何进一步提高电力线的通信性能，实现高速、可靠的长距离通信，依赖于对通信信道特性的准确把握。电力线通信信道环境的恶劣，使得对其信道模型的建立显得更为重要。由于电力线是非专用通信线路，其中各种干扰的时变性、随机性等特点，使得建立其通用的精确模型困难很大。一般都是通过对电力线进行大量参数测定后，根据统计数据，参照无线通信的信道分析建模方法，给出特定环境下的相对模型。2．1低压电力线信道特性低压电力线信道特性主要包括如下3个方面的内容：(1)信道在信号接入点的输入阻抗特性；(

4、2)信号在信道中传输时，由于阻抗不匹配和信号通过节点时所产生的反射、折射现象等引起的传输衰减及相位移动特性；(3)各种电气设备引起的噪声干扰特性。国外在这方面已做了较多的研究工作，主要侧重于各种频率范围内对信道特性的测量。但是国内的用电设备和国外是不同的，决定了国内的噪声特性与国外也是不同的。另外，国内目前还有很多用电设备不符合电磁兼容要求，造成国内的噪声要比国外复杂。鉴于国内已有在低频段(≤50眦)对配电网的电气特性所进行的一些有意义的研究，同时考虑到高速低压电力线通信所使用的频段为100MHz，故在l。30MHz频段内对低压电力线信道特性进

5、行测量，并给出其信道模型。2．1．1低压电力线通信信道噪声特I生的测试与分析信道噪声特性是通信信道的重要参数，要在低压电力线上实现高速通信，必须充分了解电力线信道的噪声特性。但电力线网络是为电力传输设计的，电力网中的负载多种多样，产生的噪声也各不相同。因此低压电力线信道中的噪声是十分复杂的，而且不是常见的高斯白噪声。同时，低压电力线信道噪声特性与通信频段密切相关，不同频段噪声干扰的类型和程度相差很大。(1)测试方法及测量结果．6．北方工业大学硕士学位论文低压电力线信道噪声测试的框图如图2．1所示。电力线噪声通过耦合电路耦合至示波器，示波器获取噪

6、声数据并存储后再传输至PC机进行谱分析。耦合电路主要有两个作用：一是使测试仪器与220V的强电隔离，保证测试设备的安全；二是耦合部分的滤波器对测试频段外的噪声进行滤波，减少干扰。I———]，厂———]厂⋯]．厂———]l电力1)c)9络高一耦合电路卜_÷／{存储示波器}=害}Pc机【．．——．．．—————．—．．．．．一7【、．．—．．．．————．—————————一JI———————．———————．—J’7【——————————————————一图2．1信道噪声测试示意图测试中所使用的存储示波器为：Tektroni)【TDSl002B，

7、双通道，带宽为60MHz，采样速率为1．0GS／s，显示单色。现从示波器实测图样中选取几组有代表性的图样展示如下。1bkJk●S’婶MP帏e舯锄，CH_S崩晰WMS∞^HC枷／-‘11mV狲}}av一廖6’1霸嚼丁7高1粕噼证a殛kA●铷嗲M陬舶昀咻●鼠厅明￡TC}”孕均薅3措“Vem蜂一蜂值21霸呐V取消目。．勘没露c

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