电力线载波通信系统中信号干扰和扩频技术的研究

论文摘要

随着电子技术和网络技术的发展,运用电力线作为载体进行信号传输受到人们越来越多的重视,得到了越来越广泛的应用。利用低压电力线和室内用户线进行高速数据通信,是近几年国外的研究热点。目前国外主要有欧洲和美国两大阵营。在电力载波技术的应用中,信号干扰和衰减是影响信号传输的重要原因。本文简要分析了电力线的输入阻抗及其变化、高频信号的衰减、传输干扰特性、噪声特性等,重点研究分析了电力线载波通信中谐波的产生及其危害,并提出了治理谐波和信号衰减的一些方案。尽管低压电力线载波通信存在上述所说的这些困难,我们仍然认为用低压电力线作为通信信道是可行的,只是需要采用一些特殊的技术手段。本论文主要研究扩频载波通信技术,这属中高速载波通信方式,可用于利用低压电力线的数据通信,基本代表了目前低压电力线通信技术的发展方向。本文阐述了扩频通信技术的理论基础,并以直接序列扩展频谱通信为例,研究其原理和数学模型,以及其在电力线载波通信应用中的情况,重点研究了线性调频技术的。在此基础上,开发了基于扩频技术的低压电力线载数据通信系统,系统主要采用运用线性调频技术,基于CEBus总线,通信系统核心部分选用SSCP300芯片,完成该系统核心部分的设计和调试,测试结果体现线性调频扩频技术在低压电力线载波通信中的实用性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 概述
• 1.1 引言
• 1.2 电力线通信的作用
• 1.3 电力载波技术
• 1.3.1 电力线路是良好的信息传输通道
• 1.3.2 中压电力线载波通信
• 1.3.3 低压电力线载波通信
• 1.4 国内外发展现状
• 1.4.1 我国的电力线载波通信发展历程
• 1.4.2 我国电力线载波通信的现状
• 1.4.3 国外电力线载波通信的发展现状
• 2 电力线通信干扰来源分析
• 2.1 引言
• 2.2 电力线传输模型
• 2.3 电力线输入阻抗及其变化
• 2.4 高频信号的衰减及其变化
• 2.5 电力线传输干扰特性分析
• 2.6 电力线噪声特性分析
• 2.7 干扰特性的测试分析
• 2.8 小结
• 3 电力线载波中谐波干扰
• 3.1 谐波分析
• 3.1.1 谐波的概念
• 3.1.2 谐波产生的原因
• 3.1.3 谐波的分析
• 3.2 谐波危害
• 3.2.1 零序谐波的危害
• 3.2.2 谐波对电缆的危害
• 3.2.3 谐波对脉冲信号的干扰
• 3.3 减少谐波的技术措施
• 3.3.1 受端治理措施
• 3.3.2 主动谐波治理的措施
• 3.3.3 被动治理谐波的措施
• 3.4 小结
• 4 扩频技术原理
• 4.1 引言
• 4.2 扩频技术
• 4.2.1 扩频技术概述
• 4.2.2 扩频的理论基础
• 4.2.2.1 香农信道公式
• 4.2.2.2 最佳相关接收
• 4.2.3 扩频系统的分类
• 4.2.4 扩频通信原理及模型
• 4.2.4.1 扩频通信的原理
• 4.2.4.2 扩频通信系统的数学模型
• 4.2.5 扩展频谱系统的抗干扰性能分析
• 4.3 线性调频（Chirp）
• 5 抄表系统中扩频技术的应用
• 5.1 抄表系统的构成
• 5.1.1 前端采集子系统
• 5.1.2 低压电力线载波通信网
• 5.1.3 中心处理子系统
• 5.2 基于 CEBus 的电力线扩频载波通讯
• 5.2.1 CEBus 协议
• 5.2.2 CEBus 电力线线性扩频编码
• 5.3 抄表系统的硬件平台
• 5.3.1 调制解调器结构概述
• 5.3.2 SSCP300 的芯片说明
• 5.3.3 SSCP300 芯片的应用
• 5.3.3.1 原理说明
• 5.3.3.2 调制方式
• 5.3.3.3 滤波电路
• 5.3.3.4 软件说明
• 5.3.3.5 调试
• 5.4 结论
• 6 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻读工程硕士期间发表的论文