低压电力线载波扩频算法.pdf

《低压电力线载波扩频算法.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、文章编号：1007—1423(2014)14—0036—05DOI：10．3969／j．issn．1007—1423．2014．14．008低压电力线载波扩频算法张红(桂林师范高等专科学校，桂林541001)摘要：基于扩频通信技术的低压电力线通信，技术的难点在于接收端捕获码元的准确率的提高，研究直接序列的扩频技术在低压电力线通信中的应用。着重研究接收机的搜捕、载波恢复以及同步算法，提出一种基于查表方法的快速搜捕载波频率和伪码相位的计算方法，此算法是利用PN序列尖锐的自相关特性。通过中频接收信号与本地匹配滤波器的循环相关完成码元捕获。该算法不

2、但能快速地实现对载波和伪码搜捕、同步，而且误差小抗干扰性强．计算量少易于实现。仿真分析和实践验证该改进算法的可行性和有效性，并分析误码率。该算法可以应用于我国现有的低压电力线上实现大容量数据的通信关键词：低压电力线：扩频技术：伪随机码基金项目：广西壮族自治区教育厅立项项目(No．201204LX499、No．SK13LX533)0引言工作原理是使用多个频点在发射端同时传输同一数据，在接收端剔除干扰成分，找出有效数据。该技术广基于电力线的载波通信技术(PowerLineC0mmu．泛成功地应用于有线数字通信以及无线移动通信中nication，

3、PLC)，是指用已有的配电网作传输媒介，实现然而对于建立高速、稳定的基于扩频的低压电力线载数据传递和信息交换的一种技术。利用电力线实现波通信系统存在诸多问题需要克服因为低压电力线数据的通信．可在每个通信终端安装一个特制的调制最初设计是为了输送电能．并非专用的通信介质．与无解调器．而基本不需另铺网络线路．让用户能自由地在线信道和电话线相比．在高频特性比较恶劣的通道环任何电力线覆盖到的地方通信。目前．我国在IOKV至境中进行数据传输时普遍存在着连接点阻抗普遍不匹500KV线路成功地开通了电力线载波机。然而．低压配配、强噪声、线路阻抗高引起的衰减

4、、易失真等特点。所电网是现阶段世界覆盖面最广的网络．要提高电力通以低压电力线扩频通信系统的接收同步与信道均衡的信的竞争力．就需要研究如何利用低压电力线路发展实现也与传统通信系统有所不同本文研究扩频技术通信技术在低压电力线中实现通信的关键问题之一是如何实现电力线载波通信目前可分为扩频通信方式、窄调接收端码元的捕获．并且对扩频技术的载波频率和码频方式和超窄频通信方式等基于扩展信号带宽的通元捕获算法做了改进．目的是致力于寻找在低压电力信技术(SpreadSpectrumCommunication，SSC)，简称扩线中实现快速高效的通信方式．在Ma

5、tLab平台上仿真频通信．是现在无线通信技术发展的基础信号传输技验证该算法性能术之一它具有抗干扰性强、误码率低、隐蔽性好、抗多径干扰且扩频通信设备集成度高，易于安装，维护简便1基于伪随机码的扩频技术等许多其他通信技术方式所不具备的优良性能。它的1．1发送信号的定义囝现代计算机2014．05中对于扩频通信系统．如图1所示．首先对需要传输采用任何一种数字调制方式，然而在实际中．往往根据的信号用伪随机码进行扩频调制．使得传输信号的频扩展系统的性能要求来确定载波调制采用何种调制方谱实现扩展．把调制后的传输信号以载波的形式在电式。这里分析采用BPSK

6、调制，调制后的信号s()为：力线上传输。实现数据端到端的通信。(t)=d(t)cos()=()c(t)cos(oJot)(4)其中，为载波频率f8J。1．2接收信号的定义如图2所示．在扩频系统的接收端．使用与发射端相同的伪随机码．对接收信号解扩频．实现信号的捕获和载波的解调，恢复发射端的信号。基于伪随机码的扩频通信方式与其他的通信方式的区别主要在于：扩频技术在发射端首先对需要传输的信号频谱进行扩展．图1直接序列扩频发射机示意图即把传输的信号频谱扩展，以宽带信号的形式实现通信，在接收端再将宽带信号经过解扩频处理恢复成窄我们定义变量(￡)是信息

7、流，它来自信号源；是带信号．然后再对载波解调恢复数据。通过以上讨论，码元速率；=1是码元宽度，根据伪随机码调制方式我们发现扩频通信系统具有伪随机编码调制和信号相得到：关处理两大特点。正是这两大特点，使得扩频通信系统a()=∑岳(￡一)具有抗噪声、抗干扰、抗衰落、抗多径、多地址通信等优=～∞点[41这里O／是信息码，一般是+1和一l，ga()是门函数。我们定义变量PN(t)是伪随机码发生器产生的信号伪随机码是伪随机码的速率，则T~v=1／fnv是码片宽度。PN(t)：∑A(￡一)(2)k=-∞这里是信息码，通常取值+1和一1，鲫()是门函数。

8、图2直接序列扩频接收机示意图根据式子(1)和(2)，我们发现使用伪随机码实现设接收到的中频采样信号为网：信号扩频实质上是信号Ot(t)与伪随机码PN(t)的模二(n)：·PN(n