低壓電力線通信技術論文

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1低壓電力線載波通信特點

1.1噪聲干擾強而信號衰減大

突發性噪聲（由于用電設備的隨機斷開或者隨機接入而產生）、周期性噪聲（由脈沖干擾而產生）、背景噪聲（在整個通信頻帶均有分布）是三種主要影響到電力線載波通信的噪聲。

1.2通信信道的頻率選擇性

由于低壓配電網中存在著噪聲強度大、噪聲種類多、負荷情況復雜、負載變化隨機、負載變化程度大等特點而導致信號出現駐波、諧振、反射等現象，或多或少都會造成信號被衰減，因此，通信信道務必要具有較強的頻率選擇性。

1.3通信信道的時變性

由于載波信號在低壓電力線是不能均勻分布的，再加上在低壓配電網的任意位置，不同的電力負載可以不同的電力負載，這樣一來，就讓通信信道出現較強的時變性。

2低壓電力線通信技術概述

2.1電力線載波通信技術分類

通常而言，電力線載波通信可分為兩大類，分布是窄帶電力線載波通信（通信速率小于1Mbit/s，帶寬限制為3-500kHz）和寬帶電力線載波通信（通信速率大于1Mbit/s，帶寬限制為2-30MHz）?；陬l帶傳輸技術來看，電力線載波通信可分為擴頻傳輸和頻帶傳輸。主要的擴頻傳輸包括：OFDM（正交頻分復用）、DSSS（直接序列擴頻）、調頻等，其中，OFDM（正交頻分復用）的應用最為廣泛。OFDM（正交頻分復用）是一種高速傳輸技術，多用于無線環境下，它的思想是在將給定信道在一定的頻率內將其分成若干個正交子信道，一個子載波來調制一個子信道，各子載波并行傳輸。這樣一來，雖然總信道是有頻率選擇性，非平坦的，但是每個子信道是相對平坦的，可讓信號波形間的干擾得到大幅度降低，且還會讓頻譜利用率得以提高。再加上信息傳輸的可靠、穩定性可以通過信道編碼、前向糾錯、自動重發、交叉糾錯等技術來予以保證，所以，OFDM（正交頻分復用）目前已經成為了主導的電力線通信方式。

2.2低壓電力線載波通信技術難點

由于大范圍的線路阻抗、線路衰減，低壓電力線載波通信技術也存在著一些較難解決的技術問題，這就需要我們加強研究自適應均衡、自適應濾波等一系列模擬前端技術，同時，還要進一步研究在穿越變壓器和變壓器跨相方面的低壓載波通信技術等，這些都離不開對外干擾標準的制定。低壓電力線載波通信實現低價格、高性能的關鍵在于制造、設計出性能穩定的專用芯片，這也是目前微電子行業需要努力的方向。

3低壓電力線載波通信組網方式

眾所周知，低壓電力線網的物理結構、網絡拓撲結構較為復雜，就存在著較多的時變性和未知性，這樣一來，就很難讓低壓電力線完成組網應用工作。本文希望能夠利用一種簡單的方法來將網絡的邏輯拓撲結構找到。這種方法從主載波節點開始，將網絡中的全部從載波節點都找遍，最終找出孤點，以便能夠將網絡邏輯拓撲結構予以確定。假設此網絡中的從載波節點有a個，主載波節點有1個，那么基本步驟如下：

（1）主載波節點將測試輪詢包向a個從載波節點發出。假定接收到測試輪詢包并回復的從載波節點有b個，那么就能夠將那些會與主載波節點進行直接通信的從載波節點在第一時間內找出。如果a=b，那么輪詢過程就會自動結束。

（2）1-b個載波節點將測試輪詢包向剩余的從載波節點發出，假定接收到測試輪詢包并回復的從載波節點有c個，那么就能夠將那些會與主載波節點進行直接通信的從載波節點在第一時間內找出。如果c=0，那么說明剩下的節點為孤點，既不能連接第一層從載波節點，又不能直接連接主載波節點，那么輪詢過程就會自動結束。如果0<c<(a-b)，那么又會再次按照前述程序來將測試輪詢包向剩余的從載波節點發出，直到c=0為止。如果c=(a-b)，那么則說明可以間接或者直接將全部讓載波節點與主載波節點相連，那么輪詢過程就會自動結束?；诖怂惴梢詫⒁唤M網絡節點的邏輯拓撲結構找出，不是唯一的通信路徑，而只是一種中繼策略。

4仿真實驗與結果分析

為了對這種邏輯拓撲結構算法的有效性和可行性進行有效地嚴重，利用載波機來將測試網絡搭建好，對子節點位置、節點總數、中繼節點、網絡層數等進行人為改變，然后對此邏輯拓撲結構建立完成所花費的時間及各種不同情況下輪詢次數進行統計計算。結果表明：一次點對點輪詢的時間通常為0.5s。

5結語

電力線載波通信技術具有接入方便、操作簡單、分布廣泛、快捷方便、成本低廉等一系列特點，尤其是OFDM（正交頻分復用）的應用更讓電力線載波通信取得了突飛猛進的發展，本文提出了基于邏輯拓撲結構的組網方法，并通過仿真實驗計算其組網時間，其耗時可以被目前的低壓載波通信接受。

作者:楊柳單位:深圳職業技術學院電信學院