基于MFSK的電力線(xiàn)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、科技的進(jìn)步促進(jìn)了通信的快速發(fā)展，在已處于信息時(shí)代的當(dāng)今社會(huì)，信息的傳遞與通信是其他信息技術(shù)的基礎(chǔ)。電力線(xiàn)通信是采用無(wú)處不在的電力線(xiàn)傳送數(shù)據(jù)的一種通信方式，由于電力線(xiàn)的普遍性，不需要架設(shè)新的線(xiàn)路來(lái)實(shí)現(xiàn)通信而是直接采用現(xiàn)有的電力線(xiàn)進(jìn)行信息的傳送。建立通信網(wǎng)絡(luò)無(wú)需新的支出以及可以方便的實(shí)現(xiàn)即插即用的特點(diǎn)受到越來(lái)越多的關(guān)注。
　　數(shù)字通信是信息傳遞的重要方法和手段。數(shù)字頻率調(diào)制是數(shù)字通信中常見(jiàn)的一種調(diào)制方式。二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）方法

2、簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，并且解調(diào)不需要恢復(fù)本地載波，可以異步傳輸，抗噪聲和抗衰落性能也較強(qiáng)。因此，2FSK調(diào)制技術(shù)在通信行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，并且主要適用于低、中速數(shù)據(jù)傳輸。MFSK是2FSK的推廣，在相同的碼元傳輸速率下，MFSK的信息傳輸速率比2FSK的信息傳輸速率高，提高了系統(tǒng)的有效性。
　　本文首先闡述了電力線(xiàn)通信的概念，介紹了電力線(xiàn)通信當(dāng)國(guó)內(nèi)國(guó)外的發(fā)展，對(duì)FPGA技術(shù)、數(shù)字調(diào)制技術(shù)和濾波器原理進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，并對(duì)本論文涉及的相

3、關(guān)技術(shù)原理進(jìn)行了必要的理論研究分析，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備好相關(guān)理論依據(jù)。在此基礎(chǔ)上論述了電力線(xiàn)通信系統(tǒng)的詳細(xì)方案設(shè)計(jì)，包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)各個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)原理，然后用MATLAB對(duì)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)進(jìn)行了浮點(diǎn)和定點(diǎn)仿真驗(yàn)證，確定了定點(diǎn)系數(shù)。最后搭建了FPGA硬件實(shí)現(xiàn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)板上的運(yùn)行，并進(jìn)行了實(shí)際硬件環(huán)境下的測(cè)試調(diào)試。
　　本論文的關(guān)鍵是調(diào)制和解調(diào)算法方案設(shè)計(jì)。當(dāng)告警信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，告警信號(hào)加上設(shè)備地址信息進(jìn)行組幀，一幀二進(jìn)制信號(hào)經(jīng)過(guò)

4、RS編碼，8FSK調(diào)制，DA變換后耦合到直流電力線(xiàn)上進(jìn)行傳輸。接收端接收到信號(hào)經(jīng)過(guò)AD變換，數(shù)字下變頻，IIR低通濾波后，送入8路解調(diào)器。每路解調(diào)器的信號(hào)分別乘以正余弦載波，并通過(guò)IIR低通濾波器后，平方求和開(kāi)方。然后8路解調(diào)器解調(diào)出的信號(hào)送入抽樣判決器從而得到信號(hào)幀。最后通過(guò)RS解碼得到告警信號(hào)。
　　本論文設(shè)計(jì)的基于MFSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。本系統(tǒng)還可以應(yīng)用于智能家居和智能醫(yī)療領(lǐng)域，可以利用電力線(xiàn)實(shí)現(xiàn)家電的控