高速電力線通信的研究與應(yīng)用.pdf

1、電力線遍布城鄉(xiāng)，四通八達(dá)，構(gòu)成了世界上規(guī)模最大的網(wǎng)絡(luò)。利用電力線進(jìn)行高速率數(shù)據(jù)通信，不僅可以為電力系統(tǒng)配電自動(dòng)化、信息化提供方便，還可以為Internet寬帶網(wǎng)絡(luò)接入“最后一公里”問題及室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)互連提供方便、快捷、經(jīng)濟(jì)、可靠的接入方式。但是，電力線信道具有噪聲強(qiáng)、高頻信號(hào)衰減大、多徑干擾嚴(yán)重等不利于數(shù)據(jù)通信的特性，目前投入使用的寬帶電力線通信設(shè)備存在通信速率不穩(wěn)定、硬件成本較高等缺陷。此外，電力線上高頻信號(hào)的輻射可能干擾無(wú)線通信，這成為

2、制約高速電力線通信發(fā)展的又一關(guān)鍵因素。 以解決上述問題為目的，本論文主要作了以下工作： (1)針對(duì)電力線信道噪聲強(qiáng)、輸入阻抗變化大的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)的電力線信道優(yōu)化裝置。經(jīng)計(jì)算和仿真證明，該電路裝置既能將來(lái)自電器設(shè)備的高頻噪聲濾除在信道之外，又能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有電力線信道優(yōu)化裝置所不能實(shí)現(xiàn)的阻抗匹配功能，從而起到優(yōu)化信道、提高信噪比及信道容量的作用。 (2)從保持信號(hào)完整性的需要出發(fā)，在分析多導(dǎo)體傳輸線線間串?dāng)_規(guī)律的

3、基礎(chǔ)上，提出采用反相對(duì)稱輸入法來(lái)克服線間串?dāng)_。仿真顯示，該方法在抑制串?dāng)_、穩(wěn)定信號(hào)方面比傳統(tǒng)的信號(hào)輸入方式有明顯的優(yōu)勢(shì)，從而能有效地提高接收信號(hào)的幅度值。此外，還初步探討了多導(dǎo)體電力線上噪聲的相關(guān)性，并據(jù)此分析了采用反相對(duì)稱輸入法消除噪聲的可能性。 (3)以提高信道容量為目的，研究了多導(dǎo)體傳輸線并行傳送信號(hào)的調(diào)制解調(diào)方式。多路并行信號(hào)在多導(dǎo)體傳輸線上傳送時(shí)，信號(hào)在導(dǎo)線間的相互串?dāng)_會(huì)導(dǎo)致接收信號(hào)的混亂，本文把正交頻分復(fù)用技術(shù)(OF

4、DM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)和獨(dú)立分量分析方法(ICA，Independent Component Analysis)結(jié)合起來(lái)，將較為復(fù)雜的卷積型ICA轉(zhuǎn)化為較為簡(jiǎn)單的瞬時(shí)線性混合型ICA問題，以求從接收端混合的信號(hào)中分離出原信號(hào)。給出了調(diào)制解調(diào)的基本步驟及其數(shù)學(xué)形式，闡述了這一方法的可行性。 (4)針對(duì)高頻信號(hào)電力線上傳輸時(shí)電磁輻射相對(duì)較強(qiáng)，對(duì)無(wú)線通信可能造成干擾