電力線OFDM載波通信系統(tǒng)的FPGA原型設(shè)計(jì).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(luò)進(jìn)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(diǎn),在智能電網(wǎng)、智能家居、智能交通等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。近年來基于正交頻分復(fù)用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)技術(shù)的PLC被多個(gè)國際PLC標(biāo)準(zhǔn)組織所采納,成為PLC領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)?；贠FDM技術(shù)的G3-PLC標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)。本文在同步和信道估計(jì)等算法研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種基于G3-PLC標(biāo)準(zhǔn)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(shí)同步算法的基礎(chǔ)上,改進(jìn)了基于本地序列相關(guān)的定時(shí)同步算法,并對其進(jìn)行了仿真。分析表明,改進(jìn)的定時(shí)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(biāo)準(zhǔn)特定的導(dǎo)頻結(jié)構(gòu),提出了一種基于循環(huán)訓(xùn)練序列的信道估計(jì)方法,該方法實(shí)現(xiàn)復(fù)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(jì)的性能,在低信噪比條件下效果更好。
　　3.針對G3-PLC標(biāo)準(zhǔn)物理層協(xié)議,搭建了全部物理層收發(fā)模塊的MATLAB定點(diǎn)仿真平臺(tái),為FPGA原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。通過定點(diǎn)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(shè)計(jì)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(jī)模塊的FPGA代碼設(shè)計(jì),包括加擾頻、RS編碼、卷積編碼、重復(fù)編碼、交織、映射調(diào)制和OFDM調(diào)制。本文對發(fā)射機(jī)輸出的仿真信號(hào)與定點(diǎn)仿真的信號(hào)進(jìn)行了比較,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)結(jié)果的正確性。
　　5.完成了G3-PLC物理層接收機(jī)模塊的FPGA代碼設(shè)計(jì),主要模塊包括幀同步子系統(tǒng),自動(dòng)增益控制子系統(tǒng),信道估計(jì)子系統(tǒng), OFDM解調(diào)器,信道譯碼子系統(tǒng)