基于OFDM電力線載波通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)及FPGA實(shí)現(xiàn).pdf

1、低壓電力線通信是利用低壓電力線進(jìn)行數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)囊环N網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的統(tǒng)稱。低壓電力線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣，使得低壓電力線通信無需再建設(shè)新的通信網(wǎng)絡(luò)，大大降低了電力線通信的成本，具有連接方便的優(yōu)點(diǎn)。由于低壓配電網(wǎng)絡(luò)并非專為通信用途而設(shè)計(jì)，電力線的傳輸信道并不是很適合數(shù)據(jù)的傳輸。正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)可以有效克服電力線信道的多徑干擾和頻率選擇性衰落的影響，具有高效的頻譜利用率。因此，OFDM技術(shù)非常適合于低壓電力線載波通信系統(tǒng)使用。目前，OFDM

2、技術(shù)在低壓電力線通信中的應(yīng)用越來越受到重視。
　　 本文首先介紹了電力線通信的相關(guān)背景，國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及本文的研究?jī)?nèi)容，接著介紹了低壓電力線信道的傳輸特性，分別就它的輸入阻抗特性，衰減特性，噪聲特性進(jìn)行了分析。根據(jù)電力線信道特性，得出了交流電過零點(diǎn)區(qū)段是電力線通信的最佳通信時(shí)隙。介紹了OFDM技術(shù)的基本原理和實(shí)現(xiàn)過程，闡明OFDM技術(shù)用于電力線載波通信的優(yōu)勢(shì)。
　　 分析研究了基于OFDM的電力線載波通信標(biāo)準(zhǔn)G3-PLC

3、的物理層相關(guān)規(guī)范，包括基本參數(shù)，幀結(jié)構(gòu)，前導(dǎo)等，并對(duì)G3協(xié)議的主要模塊進(jìn)行軟件仿真。
　　 在G3-PLC協(xié)議的基礎(chǔ)上，根據(jù)國(guó)內(nèi)低壓配電網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了基于OFDM低壓電力線載波通信系統(tǒng)，主要有：系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)框圖，過零點(diǎn)通信，幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、前導(dǎo)設(shè)計(jì)、窗函數(shù)的選取等。
　　 接著，利用FPGA器件和單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了基于OFDM低壓電力線載波通信系統(tǒng)的整個(gè)物理層協(xié)議。系統(tǒng)主要包括了微控制單元(MCU)，基帶調(diào)制解調(diào)器以及模擬前