低压窄带电力线通信信道特征分析

《低压窄带电力线通信信道特征分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、2014年第2期上海电力低压窄带电力线通信信道的特征分析吴振浩(东捷建设(集团)有限公司第八分公司，上海201210)摘要：本文提出了一种实验环境下，低压电网窄带电力线通信(PLC)的统计特性。通过在复杂的电网环境中，对频率小于500kHz的信号，对其做一些测试实验，得出一系列实验数据，包括平均信道增益的统计、延迟扩展参数、相干带宽。在1O～500kHz之中，测得的平均衰减在16．36～59．52dB之间。实验显示，载波信道的平均时间延迟扩展为2．12US，90载波信道时间延迟扩展小于3．20US。本文不但研究了低压窄带电力信道的特征并且探讨了其他测试指标

2、之间的联系。关键词：窄带电力线；载波信道；测试指标；平均衰减中图分类号：TM764文献标志码：B系数，gk(1厂)为权重因子，一般给定gk(_厂)=jgk(／)1O引言exp(j~(厂))。它表示反射与所有影响阻抗变化的、与通信距离相关的透射系数的乘积。衰减常数厂)是由实际电缆引目前，窄带电力线通信(PIC)技术在智能电起的损失，在高频下a(—OgO+a，CgO、为系数常数。网下有广泛的应用市场，如先进的计量基础设施这个参数模型使用信道测量和拟合算法来获(AMI)、需求响应(DR)、智能家居、和家庭区域网取模型参数。当电力网络拓扑未知的情况下采用络(HAM

3、)等一些通信场景。¨】]在低频电力线通自顶向下的方法非常有用。然而，通信模型仍然信(PIc)系统中，各个国家都有不同的频率规定：容易产生测量误差。其他的确定性模型是基于自欧洲电工标准化委员会(CENELEC)为(3～底向上的方法建立的，它在确定信道传递函数时148．5kHz)，联邦通信委员会(FFC)、日本电波产使用散射矩阵，传输矩阵或无限冲激响应(IIR)。业会(ARIB)为(不大于500kHz)，我国1997年往往这种方法是需要通过大量的计算得出，但是国家电网公司颁布了相关技术规范，将载频确定它提供了网络拓扑结构的连接方式。除了确定性为(3～500kH

4、z)。研究PLC信道的统计特性是模型的定义，统计建模和随机信道生成允许采用有意义的，因为信道特征的精确理解有助于可靠自顶向下和自底向上的方法。的PIC系统的设计和通信性能的提高。信道建1．2窄带PLC信道建模与特征研究模是一个关键问题，确定PLC技术的扩张和信道通过一个现有的公共领域作为参考，本文提特性将有助于准确建模。出一个粗略估算下信道响应的简单模型，衰减是1PLC信道建模与特征描述关于频率和距离的函数。IH(f，)I一~／l0～‘1．1宽带PLC信道建模与特征研究式中：n(_厂)=Eo．004／m，0．01／m2(m为米)。此外低频信高频PIC：信道

5、的建模通常遵循自顶向下的号传输遵循传输线效应，窄带PLC信道被认为有频选特方法一基于信道响应的拟合参数模型的实际测性。因此可用于多径传播模型作为研究模型。PLC信道量，或自底向上的方法一利用传输线理论推导出传输特征测量电路如下图所示。模型参数。最广泛的宽带PLC信道模型为多径研究结果表明，低频PLC信道特性与信号衰传输模型]，它考虑了遇到沿着电网传输信号的减与频率的变化、距离、时间和地点以及频率选择信号反射。描：述的广义多径模型叠加的延迟和衰性衰落的存在关联。(测试频率低于500kHz)减与给定如下：2窄带PLC统计特性MH()：gk(f)exp(一a(f

6、)vpTk)exp(一2Ⅱ_厂，k)2．1PLC信道测试电路的搭建与测试结果k=】式中：M为传播路径的数量，丁K为关于传输距离的延迟图l为PLC信道测试环境。在该环境下进一31—上海电力2Ol4年第2期流不稳或连接所致的断开操作。LincPowerLineNcutral一】一VectorNetworkAnalyser圜1PI(、信遭测量环境行数百次通信实验，对每次实验的频率响应进行I羽310～500kHzFPIC信道载波信号的幅频特性观察，测试频率为10～500kHz。图3给出了PIC信道载波信号的幅频特性，矢量网络分析仪(VNA)通过两个耦合电路红色的}

7、出线代表整个上百次实验数据的平均值，lulll~0连接到电力线上，为整个实验了提供信道传递函可以得出以下结论：(u1)一0衰Jl∞减幅度与载波频率成正数参数的测量工具。为了补偿，当测量电力线传比、且成非线性关系；(2)10～500kHz之间，衰减递函数，由插入VNA所引起的损耗，矢量网络分幅度在10dB至70dB之中；(3)一些统计数据如析仪首先由直接连接两个耦合的电路，没有连接表1所示，其中：AdB一一10log(G)到电线。此连接方式可用于两个耦合的传递函数表110～500kHz下PLC信道载波信号的统计数据的测量。统计分析数据(AdB)Trallsf

8、orme最小值l6．36最大值59．52平均值37．94标准差l1