浅析电力线载波的信号处理技术.doc

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1、浅析电力线载波的信号处理技术摘要旨在通过信号处理技术减少电力线载波通信信道的噪声，改善其通信环境。这将使得用于高速数据传输的低压配电网络能够安全接入办公和家庭网络。现在，MC-CDMA技术、MCU技术等技术都在数字用户线路方面存在一定的技术局限性。这些技术手段不能解决电力线载波通信信道中出现的信号衰减和信道噪声。解决了这些噪声和衰减问题，将为高速数据的传输提供一个全新的解决方案关键词信号处理技术；电力线载波；网络中图分类号：G712文献标识码：B文章编号：1671-489X(2016)10-0123-03SignalProcessin

2、gforPowerlineCarrier//XUGuoqiang,FENGXiulingAbstractInthispaper,signalprocessingtechniquestocombattheadversecommunicationsenvironmentonpowerlinesareaddressed,soastoenablereliablehighspeeddatacommunicationsoverlow-voltagepowerdistributionnetworksforInternetaccessandin-ho

3、me/officenetworking.Itisseenthatmulti-carriercodedivisionmultipleaccess(MC-CDMA),multi-userdetection(MUD),andturbodecoding,havingdemonstratedtheirlimit-approachingcapacityindigitalsubscriberlineandwirelesscommunicationsystems,arereadilyappliedtopower-linecarrier・Strateg

4、iestodealwiththemostunfavorablenoisesource,theimpulsenoise,arealsodiscussed・Keywordssignalprocessingtechnology；power-linecarrier；net-work1引言Internet的日益普及促使家庭用户对互联网带宽有更大的需求。目前，网络连接都是从光纤网络单元通过窄带双绞线的方式接入用户，即所谓的“最后1公里"。而这也正是互联网发展的瓶颈。为满足家庭/办公室不断增加的网络需求，就必须提高宽带网络接入的灵活性当前，解决高速

5、数据传输的方式有两种：无线网络和有线网络。电力线载波（Power-LineCarrier,后文简称为PLC）传输是一种有线网络，在电力线的通信信道中存在各种各样的噪声，其中，由于电网中的暂态过压造成的异步脉冲噪声尤其明显。这类噪声的PSD（PowerSpectralDensity,功率谱密度）将超过背景噪声50dBo这就使得电网进行高速数据传输的过程中很容易产生突发性的错误。另外，多地址干扰也是影响通信质量的一个重要因素。低压电网中从变压器到多用户住宅的特性决定了该通信信道的复杂性。可见，要将电力线载波技术应用到实际的通信中，必须要通

6、过信号处理技术解决该通信信道中的噪声问题2电力线通信模型目前，电力线通信技术仍然是一个比较新的领域，一些标准正在逐步建立，特别是应用在宽带通信方面。欧洲国家在使用的EN50065标准，指定一个为频段3-148.5kHz的低电压电源信号。对于高速的互联网数据传输来说，这显然是不够的。由于电力线通信需要从低频率的信号中分离出高频率的网络信号，因此，该技术与其他直接传输信号的技术相比需要更宽的带宽。如果要达到高质量的通信要求，并与传输速率为1〜10M/s的网线连接，那么，电力线通信的带宽应该达到10M以上才能满足通信的要求。通过调幅的方式进

7、行电力线载波，考虑到低压电网的性质和潜在的服务需求，电力线的带宽范围甚至要达到30M。但是，随着频率的增加，电力线的衰减也会大大增加对电力线载波通信信道进行数学建模，如式1所示：其中，Np代表传输路径的数量，gi代表第i路的加权因子，di代表第i路的长度，a0,al,k为相对于频率和长度的一般参数，vp为与导线长度相关的常量参数这个模型可以对电力线载波信号进行准确的仿真。在实际的电网中，往往存在众多的分支机构和电源网络阻抗失配的情况。该模型对这样的电网中的物理信号进行了仿真。由于多路径的信号传输，电力线的信号衰减与传输路径的长度和信号

8、频率是成正比的。对4个不同用户进行模拟信道频率响应，如图1所示，可以很容易地看到信道中传输信号的频率依赖性衰减和频率选择性衰落在拥有多个用户的DS-CDMA（Direct-SequenceCodeDivisionMult