電力線OFDM載波通信系統(tǒng)的FPGA原型設計.pdf

1、電力線載波通信(Power line communication,PLC)利用現(xiàn)有的電力線網(wǎng)絡進行信息傳輸,無需重新布線,具有成本低、周期短、安裝使用方便等一系列優(yōu)點,在智能電網(wǎng)、智能家居、智能交通等領域應用廣泛。近年來基于正交頻分復用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)技術的PLC被多個國際PLC標準組織所采納,成為PLC領域的研究熱點?；贠FDM技術的G3-PLC標準是

2、由法國電力分銷公司ERDF發(fā)起,Sagemcom和Maxim公司聯(lián)合開發(fā)的用于智能電網(wǎng)的窄帶PLC標準。本文在同步和信道估計等算法研究的基礎上,設計了一種基于G3-PLC標準的電力線OFDM載波通信物理層FPGA原型系統(tǒng)。本文的主要工作如下:
　　1.在深入研究G3-PLC定時同步算法的基礎上,改進了基于本地序列相關的定時同步算法,并對其進行了仿真。分析表明,改進的定時同步算法具有更高的精度,適用的信噪比范圍更寬。
　　2.

3、針對G3-PLC標準特定的導頻結(jié)構(gòu),提出了一種基于循環(huán)訓練序列的信道估計方法,該方法實現(xiàn)復雜度低、資源消耗少、可兼容多種頻段傳輸模式。仿真結(jié)果表明,本文方法提高了信道估計的性能,在低信噪比條件下效果更好。
　　3.針對G3-PLC標準物理層協(xié)議,搭建了全部物理層收發(fā)模塊的MATLAB定點仿真平臺,為FPGA原型系統(tǒng)設計提供了依據(jù)。通過定點仿真優(yōu)化了FPGA原型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),據(jù)此,提出了一種G3-PLC物理層原型系統(tǒng)的總體設計方案,可

4、兼容多種頻帶傳輸模式,并兼顧了系統(tǒng)性能和資源消耗的折中。
　　4.完成了G3-PLC物理層發(fā)射機模塊的FPGA代碼設計,包括加擾頻、RS編碼、卷積編碼、重復編碼、交織、映射調(diào)制和OFDM調(diào)制。本文對發(fā)射機輸出的仿真信號與定點仿真的信號進行了比較,驗證了設計結(jié)果的正確性。
　　5.完成了G3-PLC物理層接收機模塊的FPGA代碼設計,主要模塊包括幀同步子系統(tǒng),自動增益控制子系統(tǒng),信道估計子系統(tǒng), OFDM解調(diào)器,信道譯碼子系統(tǒng)