低压窄带电力线通信模块的研究与实现

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1、遠掌對炊＊馨ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ过ｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＬｉａｏｎｉｎｇ损±等恆巧交‘ＴＨＥ＇ＳＤＥＧＲＥＥＳＩＳＦＯ民ＭＡＳＴＥＲ；巧二：＾．—；：；，＼．１１１１：低圧窄带电力线通信模块的研究与实现作者：张洁指导教师：程万胜副教授学科；控制工程答辩日期：２０１５年６月５日独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作义取得的研究成果，，。尽我所知除了文中特别加Ｗ标

2、注和致谢的地方外论文中不包含其他人己鲜发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得迁宁科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料－－，与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。论文作者签名。；养冰日期：不年６月８曰］：｜关于论文使用授权的说明本人完全了解狂宁科技大学有关保留、使用学位论文的规定，目Ｐ：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可Ｗ公布论文的全部或部、分内容，可Ｗ采用影印缩巧或其他复制手段保存论文。本学位论

3、文属于：保密□在年解密后适用本授权书。＾＂＂不保密巧（请在Ｗ上方框内打Ｖ）二？论文作者签名：旅店日期；兴少年６月菱日指导教师签日期：ｃＰ。／梓备月公曰參ｉ公开分类号TN913密级UDC单位代码10146学号132085210370硕士学位论文低压窄带电力线通信模块的研究与实现研究生姓名：张洁指导教师：程万胜副教授工作单位：辽宁科技大学指导教师：工作单位：论文提交日期：2015.06.06答辩日期：2015.06.05学位授予日期：授予单位：辽宁科技大学论文评阅人：程万胜副教授工作单

4、位：辽宁科技大学论文评阅人：高胜教授工作单位：东北石油大学答辩委员会主席：曹洪轲教授工作单位：鞍山经济与信息化委员会ResearchandimplementationofpowerlinecommunicationmoduleinlowvoltagenarrowbandAthesisSubmittedtoUniversityofScienceandTechnologyLiaoningbyZhangJie(MajoringinControlEngineering)Supervisor:Prof.ChengWa

5、nshengJune6,2015中文摘要中文摘要进入21世纪以来，由于正交频分复用（OFDM）技术的应用、数字信号处理(DSP)技术的迅速发展以及电力线通信（PLC）专用载波芯片的大量出现，使得PLC技术在低压配电网领域的应用取得了史无前例的突破。在PLC技术高速发展的大环境下，智能电网的建设也有了更深一步的发展，随着智能电网建设的深入，现代电网对通信技术提出更高的指标，传统的窄带PLC技术因其速率低和抗干扰能力弱而无法满足智能电网建设的需要。PLC技术是智能电网的关键技术之一，智能电网的建设在很大程度上依

6、赖于PLC技术的发展，因此需要研发高速率、抗干扰能力强的PLC技术推动智能电网的建设与发展。OFDM是一种多载波调制技术，因其采用相互正交的子信道进行信号传输、在信号中插入循环前缀等特点，对低压电力线信道的窄带干扰和频率选择性衰落具有很强的抵抗能力，非常适合应用在低压电力线通信信道中。G3-PLC标准是面向智能电网的窄带电力线通信标准，采用新兴的OFDM调制技术、复杂的前向纠错机制和高效的信道编码技术，可提供高速且可靠的数据传输。本文首先引入低压电力线通信这一课题并简要阐述当下研究该课题的时代背景及社会意义

7、，随后从其历史发展进程、国内外具体的研究应用情况以及相关通信规范这几个方面详实介绍了电力线通信在低压配电网领域应用的具体情况。随后针对低压电力线这一通信介质，分别对其信道的传输特性和噪声特性进行深入的研究与分析，全面认识低压电力线信道的各种特性后，采用合适的信号调制技术——OFDM技术作为本次设计的低压窄带电力线通信模块的核心调制技术。对于OFDM调制技术，分别从其优缺点、基本原理及关键技术等方面着手展开深入的研究，并利用MATLAB对OFDM系统进行仿真，为之后OFDM系统的DSP实现提供理论依据，采用低

8、压窄带电力线通信标准G3-PLC在协议上支持本次课题的设计。最后，以MATLAB的仿真结果作为理论依据设计了一套工作在低压窄带范围的电力线通信模块。本文采用TI公司的C2000系列的DSP处理芯片TMS320F069作为核心处理器、模拟前端芯片AFE031作为信号的模拟前端处理，完成硬件电路的设计，经过数次改进和调试，最终实现了利用DSP在低压电力线上进行实时双向高速可靠稳定的数据传输。关键词：电力线通信；低压窄