低壓電力線OFDM數(shù)字通信技術.pdf

1、低壓電力線載波通信(PLC)以其自身的優(yōu)勢，已引起越來越廣泛的關注。然而，由于低壓配電網(wǎng)具有不同于通信網(wǎng)絡的特點，在這種網(wǎng)絡上實現(xiàn)可靠、安全的通信是相當困難的。正交頻分復用(OFDM)技術以其抗噪聲和多徑干擾能力強、帶寬利用率高、結構簡單、成本低等優(yōu)點，為實現(xiàn)高速PLC提供了一個有效的解決方案，OFDM技術的應用是國內外高速PLC研究的最新方向。但是，針對基于低壓電力線的OFDM技術的基礎性研究還遠遠不夠，而OFDM技術作為一種調制技術

2、本身仍存在固有的一些問題需要解決，比如OFDM的同步問題、峰均值比問題以及針對具體的信道環(huán)境如何對OFDM的各個子載波進行編碼調制等。因此，本文結合對配電網(wǎng)實際信道的測試分析結果，深入研究OFDM技術的基礎理論和具體實現(xiàn)，目的是促進和推動高速PLC的更廣泛應用和發(fā)展，早同在國內推廣實現(xiàn)具有獨立知識產(chǎn)權的PLC高速通信產(chǎn)品。 本文論述了PLC的基本原理和發(fā)展，首先介紹了在PLC中采用的傳統(tǒng)基本調制方式和擴頻通信方式，以及國際通用的

3、技術標準發(fā)展現(xiàn)狀，然后討論了現(xiàn)代數(shù)字信號處理技術在PLC中的應用，并重點論述了OFDM技術研究的發(fā)展和關鍵性問題。 從信道的接入阻抗、信號衰減和噪聲三個方面對低壓電力線載波信道特性進行分析的基礎上，提出了基于反射現(xiàn)象的多徑信道模型，并根據(jù)實測數(shù)據(jù)進行了模型參數(shù)的遺傳算法辨識，效果良好。 針對實際低壓電力線信道環(huán)境，建立了一個低壓電力線OFDM通信系統(tǒng)的物理試驗平臺，并詳細介紹了系統(tǒng)具體實現(xiàn)框圖，發(fā)送端和接收端各個模塊的工

4、作原理，以及系統(tǒng)軟件的相關設計問題。在該物理試驗平臺上，本文重點對OFDM的信道估計與均衡和同步技術兩個方面進行了試驗研究。 針對低壓電力線時變頻率選擇性衰落信道，指出了OFDM通信的信道估計和均衡的必要性，以及固定權值均衡器和迫零法均衡所存在的問題，提出了基于LMS算法的自適應線性均衡和基于多層感知器(MLP)的非線性頻域均衡方法，并經(jīng)過試驗分析比較，表明基于MLP的非線性均衡器對實際低壓電力線信道的補償效果更好。 對

5、OFDM通信的同步偏差進行了分類，基于一個實際的OFDM通信系統(tǒng)模型，量化分析了同步偏差對系統(tǒng)性能的影響，給出了OFDM系統(tǒng)正常運行對同步的要求的一個定量參考。對幾種傳統(tǒng)符號定時同步方法進行分析，提出了一種新同步判決準則的改進延遲相關法，并通過試驗對比分析了各種符號定時同步方法的性能，結果表明，本文提出的新判決準則改進延遲相關法更加穩(wěn)定可靠、精度高，是一種有效的符號定時同步方法。 為了克服低壓電力線的多徑效應影響，本文提出了基于