低壓電力線通信若干關(guān)鍵技術(shù)研究

1、. 工業(yè)大學低壓電力線通信假設(shè)干關(guān)鍵技術(shù)研究課題研究現(xiàn)狀1.1 課題背景人類在傳輸和使用電能的過程中建立了普及全球的電力網(wǎng),利用它作為信息傳輸?shù)奈锢砭W(wǎng)絡來建成電力線通信網(wǎng),不需另外布線,可節(jié)省大量的信道建立費用,是目前唯一不需線路投資的有線通信方式。電力線載波通信(PLC)并不是一項新技術(shù),它出現(xiàn)于上世紀20年代。在我國的應用也已有半個多世紀的歷史了。利用高壓輸電網(wǎng)進展載波通訊早已被電力部門用于電網(wǎng)管理和話音通信,并有包括加工設(shè)備(高頻阻波器等)、結(jié)合設(shè)備(耦合電容、結(jié)合濾波器等)及載波機等在的成套設(shè)備供給。而利用低壓輸電線路組成數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡,則是近十幾年迅速開展的一門新技術(shù)。1.2 課題意義

2、電力線通信(Power Line munication)技術(shù)簡稱為 PLC 技術(shù)，有時也稱電力線上網(wǎng)技術(shù)。主要是指利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和話音信號的一種通信方式。該技術(shù)是將載有信息的高頻信號加載到電力線上,用電線進展數(shù)據(jù)傳輸,通過專用的電力線調(diào)制解調(diào)器將高頻信號從電力線上別離出來,傳送到終端設(shè)備。是目前開展前景十分看好的寬帶接入技術(shù)，也是利用配電網(wǎng)低壓線路傳輸高速數(shù)據(jù)、話音、圖像等多媒體業(yè)務信號的一種通信方式。最早出現(xiàn)于上世紀二十年代初期。近年來，隨著 Internet技術(shù)的飛速開展，利用 220V低壓電力線傳輸高速數(shù)據(jù)的價值越來越為人們所重視，因為它具有不用布線、覆蓋圍廣、連接方便的顯著特點。隨

3、著全球化的廣泛滲透, 電力線通信(PLC)作為一種新的家庭聯(lián)網(wǎng)和寬帶接入技術(shù)日益引起了人們極大的關(guān)注。高速上網(wǎng)變得越來越重要, 尤其對許多家庭和小辦公室來說, 如何利用入戶的線路提供互聯(lián)網(wǎng)高速接入已經(jīng)成為非常實際和日益迫切的需求。眾所周知, 入戶的線路除了線和有線電視電纜以外, 就是電力線。而電力線是其中普及最廣的線路,幾乎家家戶戶每個房間都有電源插座。電力供電網(wǎng)絡四通八達,而低壓電力線連接千家萬戶,構(gòu)成最普及的網(wǎng)絡。利用它進展數(shù)據(jù)通信,傳遞各種信息,不占用無線頻道資源,亦無需鋪設(shè)專用通訊線路,省工、省錢、維護簡單、無疑有著美好的前景。這項技術(shù)越來越受到計算機與通訊界專業(yè)人士的高度重視,并成為

4、IT業(yè)的又一個新的研究熱點。1.3 課題目的雖然低壓電力線寬帶通信具有投資本錢少、建立速度快、接入方便的特點，是解決寬帶接入“最后一公里的理想方案之一1。但由于低壓電力線最初的設(shè)計是用來傳送電力而非通信，相比于其它有線通信媒介而言，電力載波通信為在已加載工頻電力信號的通路上傳輸高速數(shù)據(jù)信息，它也具有信道不穩(wěn)定，工作環(huán)境惡劣、干擾嚴重以及時變性大等特點從而成為了限制低壓電力線通信開展的根本原因。同時，信號很容易產(chǎn)生反射、駐波和諧振等現(xiàn)象，使信號的衰減特性極其復雜，造成電力載波通信信道具有很強的頻率選擇性。由于低壓電力線主要任務是在短距離對50 Hz電能實行分配,故與專用的通信線路相比,其信道環(huán)境

5、極為惡劣。主要有:(1)在廣闊的圍遇到干擾信號。如用戶的各種電氣設(shè)備,特別是舊的和有質(zhì)量缺陷的電器,會給電力線上傳送的信號帶來災難性的干擾。(2)電力網(wǎng)絡上的阻抗隨負載的變化而會有大幅度的變化,且具有較強的時變性。(3)由于存在較強的衰減特性,使得電力線上的各個節(jié)點表現(xiàn)出的性能也不盡一樣。并且，和許多其他通信信道不同的是，低壓電力線信道的噪聲不僅僅是一個附加的高斯白噪聲環(huán)境，從幾KHZ到20MHZ圍主要由窄帶噪聲和脈沖噪聲主導。并且具有時變性，隨著環(huán)境的不同，噪聲的大小也是不一樣的。可分為：1有色背景噪聲colored noise：具有相對較低的功率譜密度，并且隨著頻率的變化而變化。這類噪聲主

6、要是由眾多低功率的噪聲源合并在一起造成的，他的功率譜密度在數(shù)分鐘或者數(shù)小時是保持不變的。2窄帶噪聲narrow band noise：大多數(shù)是幅度調(diào)制的正弦信號，這種類型的噪聲主是由于中短播送頻段的播送電臺引起的，白天和晚上該噪聲對信號的影響是不同的。3與工頻異步的脈沖性周期噪聲periodic impulse noise asynchronous to the mains：這些脈沖大多數(shù)情況下的重復頻率在50KHZ到200KHZ之間，從而導致了在頻譜上有許多重復頻率間隔的離散的線。這類類型的噪聲主要是由電源設(shè)備的開關(guān)引起的。4與工頻同步的周期性脈沖噪聲periodic impulse noi

7、se synchronous to the mains：這種脈沖的重復頻率為50HZ或者100HZ，和電源的周期是同步的。他們具有很短的持續(xù)時間，并且功率譜密度是隨著頻率下降而下降的。這種類型的噪聲主要是由于供電設(shè)備的操作和電源周期同步引起的。5異步脈沖噪聲asynchronous impulse noise：主要是由于電力線網(wǎng)絡中的開關(guān)瞬間引起的一種噪聲，這種噪聲持續(xù)從幾微秒到幾毫秒，間隔時間是隨機的，這種噪聲的功率譜甚至可以高出背景噪聲50dB。如何準確地建立有效的電力載波通信信道傳輸模型，降低噪聲對電力線通信的干擾，對于電力載波通信技術(shù)的開展和應用支持具有重論意義和實用價值。因此，本課題

8、著重研究準確地有效的電力載波通信信道傳輸模型和有效的抗噪聲干擾技術(shù)。二、國外相關(guān)技術(shù)研究作為通訊技術(shù)的一個新興應用領(lǐng)域,電力載波通訊技術(shù)以其誘人的前景及潛在的巨大市場而為全世界所關(guān)注,成為世界各大公司及研究單位爭相研究的熱點。國外許多著名公司和研究單位都在對此進展研究,并開發(fā)出相對應的器件和產(chǎn)品,如: Intellon、Thomson、Atmel、Itron、Ds2等等。隨著PLC的開展,相繼成立了相關(guān)的一些國際性PLC組織,如由3、AMD公司發(fā)起組織的HomePlug電力線聯(lián)盟,該聯(lián)盟已制定了第一個標準草案(Home Plug 1. 0 Specification)。我國研究低壓電力線載波技

9、術(shù)起步較晚,但開展速度較快。中國電科院1997年開場研究低壓電力線載波技術(shù), 2000年開場引進國外的PLC芯片,研制了2Mbps樣機。2001年下半年進展了小規(guī)模現(xiàn)場試驗,取得了較好實驗效果。2003年成功研制了EPLC-45M和EPL-14系統(tǒng)。另外,一些高等院校的電力系、通信系也對PLC進展理論研究,如華中科技大學電力系對時變信道的信號均衡取得了一定的進展。此外,一些企業(yè)也在對PLC技術(shù)進展研究,如國電、電力公司、中電飛華公司等都引進國外芯片進展PLC研究。2.1 信道建模技術(shù)決定信道建?？煽啃院蜏蚀_性的2個重要因素是模型參數(shù)和建模算法。按照模型參數(shù)的獲取方法，建模方法可分為自頂向下法和

10、自底向上法。自頂向下法的又分為兩類：一類是將電力線信道看成一個整體，通過各種參數(shù)擬合算法得到所需的各種參數(shù)；第二類是將傳輸線系統(tǒng)看作一個二端口網(wǎng)絡，通過求解傳輸矩陣來建立信道模型。與上述方法相對應的自底向上法，根本思想是按照網(wǎng)絡的實際接線，考慮阻抗不匹配點的反射和衰減來建立信道模型。信道建模技術(shù)中的自頂向下法最早采用此方法并進展仿真驗證的是 1999 年P(guān)hilipps提出的電力線多徑傳輸模型。其指出由于信號在阻抗不匹配點會產(chǎn)生反射，因此從信號發(fā)射點到達信號接收點間的波不止一條通路，由多條路徑重疊而成，因此電力線傳輸信道可以用多徑傳輸模型來建模。文獻2中提出一種自低向上的一種建模方法，但是該方

11、法要了解低壓配電網(wǎng)絡中所有元件的特性，然后建立傳輸矩陣，需要大量的計算量。文獻3中則提出一種自頂向下的建模方法，該方法只需要少量的幾個參數(shù)就可以模擬低壓電力線傳輸特性。2.1.2信道建模技術(shù)自頂向下法1二端口網(wǎng)絡一種方法是將傳輸線系統(tǒng)看作二端口網(wǎng)絡如圖1，通過求解傳輸矩陣來建立信道模型。由于二端口網(wǎng)絡級聯(lián)時傳輸矩陣可表示為一系列矩陣的乘積形式，因此能很方便地對網(wǎng)絡拓撲發(fā)生改變時的傳輸特性進展分析。用二端口網(wǎng)絡級聯(lián)模型求解傳遞函數(shù)，參數(shù)容易求得，且能很方便地對網(wǎng)絡拓撲發(fā)生改變時的傳輸特性進展分析；但由于該方法并未考慮信號在不同電力線間傳輸時多徑、時延等特點，因此模型準確度不高。圖2-1二端口網(wǎng)絡

12、2 多徑信號傳播3由于信號在電力線傳播過程中，會在不同節(jié)點之間反射和折射，從而導致了具有頻率選擇性衰落的多徑情況。下面兩點傳輸過程中有一個節(jié)點的情況。如圖2。圖2-2多徑傳輸示意圖假設(shè)相關(guān)的阻抗已經(jīng)匹配，則上面的情況會導致信號傳輸過程中產(chǎn)生多徑效應。即A-B-C，A-B-D-B-C，.。在對所有可能通路進展分類時，設(shè)定發(fā)送端和接收端的阻抗匹配，對信號的傳輸路徑進展了極大的簡化。知道路徑的延時和電纜損耗就可以建立模型。但它的擴展性差。當電力拓撲發(fā)生改變時，需要對通路進展重新分類，且通路類型隨著拓撲復雜程度的增加而增多。3信道建模技術(shù)自底向下法4-10與自頂向下法相對應的是自底向上法。該方法按照網(wǎng)

13、絡的實際接線，考慮阻抗不匹配點的反射和衰減來建立信道模型。該方法計算量大，但建模物理概念清晰，便于分析各種影響信道傳輸特性的因素及其影響規(guī)律，且適用性強，對不同的電力拓撲均能快速準確地確定其傳遞函數(shù)。Galli 等早在2006 年考慮實際網(wǎng)絡接線11，對簡單的電力拓撲中波的傳輸路徑進展了分類。該方法建模物理概念清晰，提供了一種完全不同于參數(shù)模擬建模思路，但是，在實際情況下，由于負載阻抗的時變性和復雜性，不能同線路特性阻抗完全匹配，因此本建模方法實用性差。現(xiàn)在高速電力線通信PLC系統(tǒng)已經(jīng)向家庭網(wǎng)絡開展。但是，室AC主線的傳輸特性還不是很清楚。2.2 載波調(diào)制技術(shù)即抗干擾技術(shù)傳統(tǒng)的低壓電力線載波通

14、信一般采用頻帶傳輸,也就是用載波調(diào)制的方法將攜帶信息的數(shù)字信號的頻譜搬移到較高的載波頻率上。其根本的調(diào)制方式分為幅值鍵控(ASK),頻率鍵控(FSK),相位鍵控(PSK)。在此根底上,又派生出了差分移相鍵控(DPSK),最小移頻鍵控(MSK:Minimum Shift Keying)、四相移相鍵控(QPSK:Quadriphase-shift Keying)、正交幅度調(diào)制(QAM:Quadrature amplitude modulation)等。低壓電力線載波通信已從傳統(tǒng)的頻帶傳輸(幅移鍵控ASK:Amplitude-Shift Keying,頻移鍵控FSK:Frequency-Shift

15、Key-ing,相移鍵控PSK:Phase-Shift Keying)開展到了擴頻通信(SSC)技術(shù)、多載波正交頻分多址(OFDM) 技術(shù)術(shù)以及使用高速光纖的光波分復用(WDM:Wave-length Division Multiple*ing)技術(shù)等。2.2.1擴頻載波通信(SSC)原理12簡單地說,擴頻通信(Spread Spectrum munication)是用偽隨機編碼(擴頻序列:Spread Sequence)將待傳送的信息數(shù)據(jù)進展調(diào)制,實現(xiàn)頻譜擴展后再傳輸,在接收端則采用同樣的編碼進展解調(diào)及相關(guān)處理。就低壓電力載波通信而言,應用擴頻通信的主要優(yōu)點如下:(1)抗干擾能力強,適合在低

16、壓電力線這樣的惡劣通信環(huán)境下實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)通信。(2)可以實現(xiàn)碼分多址(CDMA:Code DivisionMultiple Access)技術(shù),在低壓配電網(wǎng)上實現(xiàn)不同用戶的同時通信。(3)信號的功率譜密度很低,具有良好的隱蔽性,不易被截獲。就擴展頻譜方式的不同,擴頻通信系統(tǒng)可分為:直接序列(DS:Direct Sequency)擴頻,跳頻(FH:FrequencyHopping),跳時(TH:Time Hopping),線性調(diào)頻(Chirp)以及上述各種根本方式的組合,如:FH/DS,DS/TH等。就擴頻技術(shù)的真正全面研究是從50年代美國麻省理工學院成功研制的NOMAC系統(tǒng)(Noise Mo

17、dulation and Correlation System)開場的。1976年,R.CDi*on撰寫了第一部關(guān)于擴頻通信的概述性專著:Spread Spectrum System。1982年J.K.Holmes撰寫的Coherent Spread Spectrum System是第一部擴頻通信的理論性專著。90年代以來,隨著信息技術(shù)的不斷開展,擴頻技術(shù)在理論上和應用中都取得了長足的進步。2.2.2多載波正交頻分多址(OFDM)技術(shù)的原理13-16 多載波正交頻分多址(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiple*ing)技術(shù)是指將可用的頻譜分解成一

18、系列低速的窄帶_次載波(Subcarrier),各次載波相互正交重疊,在發(fā)送端分別對其進展調(diào)制。其優(yōu)越性主要是:(1) 由于多路次載波能互不干擾地同時傳送信息,因此可以從整體上極提高通信的速率。(2) 由于每個子信號的傳輸速率是原信號的1/M,因此可以很好地抑制因延遲、多徑干擾而帶來的誤碼,從而提高通信質(zhì)量。OFDM的開展可追溯到1966年,R. W. Chang首次提出多路傳輸?shù)恼l帶正交分解及合成的概念(Bell System Technical Journal);1971年S. B. Wein-stein和P. M. Ebert使用離散傅立葉變換(DFT:discrete Fourier

19、 transform)進展基帶的調(diào)制和解調(diào),為OFDM的開展作出了巨大的奉獻;1980年,A Peled和A. Ruiz提出利用循環(huán)前綴來保持正交性,將OFDM向?qū)嵱没七M了一大步。Intellon等一批全球知名企業(yè)已將OFDM技術(shù)應用于實際系統(tǒng),其PowerPacket技術(shù)的傳輸速率已達14Mbps(頻帶:4.3MHz20.9MHz,84路載波)。2.3 電力線通信組網(wǎng)17 低壓電力線作為信息傳輸工具，可以發(fā)送和接收控制、監(jiān)視和通訊信息，也可通過特殊的數(shù)字設(shè)備網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)視頻業(yè)務擴展和擴展。下列圖就是一個通過電源線組成的家庭網(wǎng)絡圖。 圖2-3家庭網(wǎng)絡圖由于低壓電力線網(wǎng)絡的拓撲構(gòu)造比擬復雜, 沒有

20、一種固定的拓撲構(gòu)造形式來描述電力線網(wǎng)絡, 因此考慮到低壓電力網(wǎng)絡的復雜性, 可以將其分為低壓電力線網(wǎng)絡和連接用戶的室電力線網(wǎng)絡。課題主要研究容如圖3-1所示寬帶低壓電力線通信系統(tǒng)電磁信道建模與應用信道三維電磁建模與仿真通信組網(wǎng)方式認知無線電技術(shù)載波調(diào)制技術(shù)抗干擾技術(shù)圖3-1主要研究容3.1寬帶低壓電力線通信信道拓撲構(gòu)造與電磁特性3.1.1低壓電力線通信信道拓撲構(gòu)造分析可分為點對點直線連接傳輸模型、單節(jié)點多分支的直線傳輸模型和多節(jié)點多支路的直線傳輸模型。圖3-2a點對點直線連接傳輸模型(b)單節(jié)點多分支的直線傳輸模型和(c)多節(jié)點多支路的直線傳輸模型3.1.2 低壓電力線特性的三維電磁仿真主要研

21、究設(shè)備運行狀態(tài)對市辦公區(qū)家庭電力線主線傳輸特性的影響。電力線和設(shè)備都是由四端口和二端口網(wǎng)絡進展等多端口網(wǎng)絡描述的。通過這些網(wǎng)絡構(gòu)成的模型可計算出傳輸特性。3.1.3 低壓電力線通信信道實驗測試：1實驗目的：測試實際條件下的低壓電力線傳輸特性，獲得信道的噪聲和干擾特性。2實驗條件：線纜長度：96米；線纜直徑：3毫米線纜個數(shù)：2.根架設(shè)方式：墻上和地下實驗儀器：信號源： 示波器：頻率圍：2MHz30MHz實驗數(shù)據(jù)：表1.連接磁環(huán)置于地面上的白色電線測試結(jié)果 F(MHZ) F(MHZ) F F(MHZ)(MHZ)Vo/ViVi(v)Vo/ViVi(v)13520.80000.81330.161210

22、0.35300.35200.0720200.05070.05030.0100300.01560.01500.0029表2不連接磁環(huán)置于地面上的白色電線測試結(jié)果F(MHZ)Vo/ViVi(v)Vo/ViVi(v)13521.25001.18671.1880100.94400.97330.9680200.51300.51670.5040300.20800.19470.20003.2認知無線電技術(shù)的低壓電力線通信抗干擾技術(shù)3.2.1認知無線電技術(shù)的原理與應用認知無線電的概念是針對當前沒有被充分利用的頻譜資源提出的一種頻譜利用方式，它是基于軟件無線電設(shè)備的，并可以為認知無線電用戶提供智能頻譜感知、頻譜

23、管理和頻譜接入等機制，以便對頻譜資源中未被充分利用的頻譜加以利用。認知無線電定義如下：認知無線電是一種可以感知周圍環(huán)境的無線通信系統(tǒng)，它可以通過對通信環(huán)境的學習，實時地對自身的通信傳輸參數(shù)做出改變，從而更加滿足當前的通信需求。認知無線電的目的在于通過對當前空閑頻譜的使用，對無線通信的可靠性和高效性做出改良。當前，利用認知無線電進展通信的主要思路可以概括為認知用戶以“擇機的方式對授權(quán)頻譜資源進展利用，即授權(quán)用戶不使用該頻譜的時候，認知用戶使用其進展通信；授權(quán)用戶重新使用該頻譜時，認知用戶退出該頻譜并尋求其他空閑頻譜進展通信。然而，根據(jù)當前的頻譜管理策略，授權(quán)給*個特定用戶群的頻譜資源是受到法律保

24、護的，非授權(quán)用戶不被允許進入該頻譜資源使用，這使得認知無線電概念提出的初期，技術(shù)開展緩慢。但是，隨著目前通信系統(tǒng)的開展和對頻譜資源需求的增加，美國聯(lián)邦通信委員會Federal munications mission, FCC終于在 2004 年 5 月發(fā)布通告，建議制定規(guī)則使用認知無線電技術(shù)對電視播送頻段的空閑頻譜資源進展利用。之后，認知無線電技術(shù)得到了廣泛關(guān)注，國外管理機構(gòu)、著名高校、研究機構(gòu)以及國際標準化組織也都投入到認知無線電的研究當中。5.1.1 低壓電力線條件下的認知無線電方法抗干擾方法頻譜感知技術(shù)頻譜環(huán)境的檢測方法因為認知無線電要面對各種不同需求的用戶，所以也就要求其具有不同的靈敏

25、度和感知速度，因此頻譜環(huán)境的檢測方法也有所不同?，F(xiàn)在研究較多的方法有：匹配濾波法、能量檢測法、循環(huán)平穩(wěn)特性檢測法、合作分集法和協(xié)同機制。2頻譜分配技術(shù)a.基于圖論著色模型的分配算法基于圖論著色的頻譜分配模型是由 Zheng 等人提出的3。 該模型以圖論為根底，在頻譜分配的研究中，將認知用戶構(gòu)成的網(wǎng)絡拓撲構(gòu)造抽象成圖基于OFDM技術(shù)的認知無線電系統(tǒng) b.基于干擾溫度的頻譜分配模型2003 年，F(xiàn)CC 引入干擾溫度概念量化和管理干擾4。采用這個模型，工作在授頻段的認知設(shè)備可以測量干擾環(huán)境，相應地調(diào)整發(fā)射機的功率、頻譜等，防止對授權(quán)用戶的干擾超過規(guī)定的溫度限。OFDM(正交頻分復用)技術(shù)的主要思想是

26、將給定信道分成許多正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進展調(diào)制。OFDM技術(shù)的正交子信道頻譜相互重疊，適合在多徑傳播和多普勒頻移的無線移動信道中傳輸高速數(shù)據(jù)，是目前公認的比擬容易實現(xiàn)頻譜資源控制的方法,促使了OFDM技術(shù)在CR中得到應用。OFDM技術(shù)中已有的頻率分配算法主要是基于在功率限制條件下最大化系統(tǒng)容量或者在用戶數(shù)據(jù)速率限制條件下最小化發(fā)射功率，引入CR概念后，這個問題可以轉(zhuǎn)化成在通信質(zhì)量需求約束條件下求干擾溫度最小的最優(yōu)化解的問題。假設(shè)存在L個子信道，每個子信道上的干擾溫度用IT1來表示，通信質(zhì)量需求的約束有總數(shù)據(jù)率要求R和總誤碼率要求Pe，其最優(yōu)化模型描述為分別表示每個子信道上的

27、數(shù)據(jù)率和誤碼率。根據(jù)上述優(yōu)化模型可以得到一個優(yōu)化的分配方案向量用這個分配算法設(shè)計CR系統(tǒng)，可以更好的使用無線資源。文獻12提供了一個基于OFDM技術(shù)的CR系統(tǒng)設(shè)計方案，該設(shè)計方案仿真結(jié)果說明，基于OFDM技術(shù)的CR系統(tǒng)可以方便地查找到頻譜空穴，能夠更加合理地分配頻譜資源，在引入認知功能后系統(tǒng)性能明顯改善，研究說明OFDM技術(shù)與CR技術(shù)的結(jié)合可以實現(xiàn)優(yōu)勢互補。研究方案6.1 信道建模一種方法是將傳輸線系統(tǒng)看作二端口網(wǎng)絡，通過求解傳輸矩陣來建立信道模型。由于二端口網(wǎng)絡級聯(lián)時傳輸矩陣可表示為一系列矩陣的乘積形式，因此能很方便地對網(wǎng)絡拓撲關(guān)于信道建模應通過研究電力線信道建模問題，采用傳輸線理論，將電力

28、線與設(shè)備模擬成多端口網(wǎng)絡。研究步驟：繪出實際家庭電力線網(wǎng)絡拓撲構(gòu)造。使用相關(guān)軟件建立網(wǎng)絡拓撲三維構(gòu)造，即將電力線，用電設(shè)備及、空氣模擬成多端口網(wǎng)絡如二端口、四端口。也即在軟件上對電力線進展了三維重建。使用EMSS公司的FEKO 5.5 對該三維構(gòu)造進展仿真分析。得到其S參數(shù)矩陣。相當于增益和衰減。就得到了傳輸矩陣了設(shè)備的多端口網(wǎng)絡參數(shù)是應該電力線上設(shè)備在工作和停頓兩個狀態(tài)下在進展測量的。在電路的頻率特性滿足測量值的條件下，以此為根底，根據(jù)兩種狀態(tài)來決定等效電路。建立一個簡單系統(tǒng)，測量其傳輸特性并與不同狀態(tài)下的計算值進展比擬。結(jié)果說明，計算值與測量值是一致的。由設(shè)備狀態(tài)導致的傳輸損耗偏差在10d

29、B以。用扼流圈插入到AC主線和設(shè)備之間，可減小由不同狀態(tài)導致的傳輸損耗偏差。測量和計算值說明，插入濾波器后，偏差就由10dB減小到0.5dB。6.2信道消噪選擇一種好的調(diào)制方式可以極大的抑制噪聲。我們這里選用認知無線電的相關(guān)技術(shù)。具體步驟：應用陷波濾波器，濾掉業(yè)余無線電的頻段及工頻信號，和與工頻信號同步和異步的信號，因為它們具有周期性。對電力線信道的噪聲進展檢測，采用能量檢測法進展雙門限對信道中的信號進展判決，判斷是否為噪聲及有用信號。對于雙門限之間采用循環(huán)特征檢測法可大大減小虛警概率。 對于占用了的電力線信道中2-30Mhz中的*些頻段的噪聲，應用OFDM技術(shù)，采用改變調(diào)制頻率的方法，改變功

30、率和載波函數(shù)的方法來傳遞信號。這樣就避開了噪聲的干擾。6.3 測試方案做出來的東西，需要測試，檢驗其誤碼率(1) 搭建點到點通信的實驗平臺。(2) 在實驗室通過兩個插頭之間的電力線進展測試。七、參考文獻背景噪聲由窄帶干擾和有色噪聲構(gòu)成。窄帶干擾主要是由電力線信道的駐波和中短波播送電臺引起的干擾。根據(jù)我國無線電頻帶的劃分，我國調(diào)幅播送的頻率圍為525KHz到1.605MHz，大局部短波的頻率圍是4.75MHz到19.02MHz，因此窄帶干擾對信號的影響是不穩(wěn)定的，建模采用多個正弦波疊加的方式進展模擬，其建模方程式如下：1齊淑清. 電力線通信PLC技術(shù)與應用M.:中國電力, 2005.2Klaus

31、Dostert. RF Models of the electrical power distributiongrid C. ISPLC 1998: 105- 144.3Manfred Zimmermann, Klaus Dostert. A multipath model for the power line channel. IEEE Transactions on munications, 2002, 50(4):553-559.4 Konate C, Machmoun M, Diouris J F. Multi path model for powerline munication c

32、hannel in the frequency range of 1MHz-30MHzC / The International Conference on “puter as a Tool. Warsaw,2007: 984-989.5 Anatory J, Kissaka M M, Mvungi N H. Channel model for broadbandpower-line munication J. IEEE Trans Power Delivery, 2007,22(1): 135-141.6 Anatory J, Theethayi N, Thottappillil R, et

33、 al. The influence of loadimpedance, line length, and branches on underground cablepower-line munications (PLC) systems J. IEEE Trans PowerDelivery, 2008, 23(1): 180-187.6 Anatory J, Theethayi N, Thottappillil R, et al. The effects of loadimpedance, line length, and branches in typical low-voltage c

34、hannelsof the BPLC systems of developing countries: transmission-lineanalyses J. IEEE Trans Power Delivery, 2009, 24(2): 621-629.8 Anatory J, Theethayi N, Kissaka M, et al. Broadband power linemunication: the factors influencing wave propagations in themedium voltage lines C. IEEE International Symposium