高压电力线载波通信中的OFDM技术及其应用

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1、摘要高压电力线通信(PLC)使用机械强度高、系统资源丰富的高压输电线路为通信信道，具有投资少、见效快、可靠性高、与电网建设同步等得天独厚的优点，是我国高压电力系统主要的通信方式之一。但是，高压电力线恶劣的信道条件和复杂的通信环境，使得实现高速的高压电力线通信存在相当的难度。从上世纪20年代初PLC技术出现至今，PLC的传输速率和可靠性一直在不断地提高，但现在的传输速率依然不能满足日益增长的应用需求。现在的数字PLC设备使用的调制方式多为窄带调制，如相移键控(PSK)和频移键控(FSK)等，采用扩频和正交频分复用(OFDM)等宽带调制方式的数

2、字PLC设备也开始崭露头角。本文所要介绍的正是基于OFDM的高压电力线通信系统，用于在高压电力线上传输纵差继电保护信号。OFDM技术是一种多载波技术，其原理是先将高速的串行数据转换成低速的并行数据，再用这些并行的数据调制一组子载波，这组经调制的子载波叠加在一起后形成所要发送的信号。OFDM的这种机制使得每个载波符号的周期变长，通过在符号之间插入保护间隔，便能够很好地抵抗多径效应。OFDM的子载波设置和传统的多载波技术不同，它允许子载波之间有一半的频谱相互重叠，但仍能保持子载波之间的正交性。因此OFDM具有远高于传统多载波技术的频率利用率。O

3、FDM在数字系统中可以通过傅立叶变换(FFT)和反傅立叶变换(IFFT)方便地实现，避免了相关器组的出现，简化了系统的设计也提高了系统的性能。除此之外，OFDM对子载波的分配非常灵活，并且可以很容易地和多种调制方式相结合。本文介绍了基于OFDM的高压电力线通信系统的具体实现方式，包括如何将OFDM应用于该系统以及应用过程中的技术细节，并讨论了系统中与之配合使用的信道编码、调制、均衡等技术。该系统具有响应时间快，传输速率高和误码率低等特点，而且可以通过改变系统的参数设置来满足不同场合的需要。在现场的实地测试证明了系统的性能可以满足应用的需求，

4、也证明了0FDM适合于实现高压电力线通信。关键词：OFDM，PLC，高压，高速AbstractHigh-voltagepowerlinecommunication(PLC)isamaiumannerinhigh-voltagepowersysteminChina．Itmakesuseofhigh-voltagepowerlineascommunicationchannelandhastheadvantagesoflessinvestment，immediateeffect，highreliabilityandsynchronizedcons

5、tructionwithhigh-voltagepowersystem．But，high-voltagepowerlineisnotthesatisfiedcommunicationchan-nelforitsterribleconditionandcomplicatedenvironment，Whichmakesitverydifficulttorealizehigh-speedhigh-voltagepowerlinecommunication．Fromtheearly20’SoflastcenturywhenPLCpresentedt

6、onOW，PLChasbeenira-provingitsdatarateandreliabilitycontinuously．But，currentdataratestillcan’tsatisfytheinae∞ingdemandinapplication．Nowadays，themostusedmodulationmethodsbycurrentdi舀t出PLCdevicesarenarrowbandOnes，suchasPhaseShiftKeying(PSK)andFrequencyShiftKeying(FSK)．Wideban

7、dmodulationmethodssuchasspreadspectrumandorthogonalfrequencydivisionmultiplexing(OFDM)areusedmoreandmore．Thehigh-voltagePLCsystemintroducedinthispaperisjustbasedonOFDM．Itisusedtotransfer8jl，l础sforrelayprotectiononhigh-voltagepowerline．OFDMisakindofmulti—carriertechniques．I

8、ttransformshigh—speedserialdatatolow—speedparalleldata，usesparalleldatatomodulateasetofor