自适应OFDM低压电力线载波通信技术研究

论文摘要

低压电力线载波通信技术是一种经济可行的通讯技术,其具有很高的经济效益和社会效益,受到了越来越广泛的关注。然而目前利用低压电力线建立数据通道还存在不少困难,其中主要原因是电力线网络具有开放性,负载的加入是任意且随机的,使得电力线阻抗随时间随机变化且不可预测。阻抗的变化引起的信道衰减和噪声干扰等,严重影响了通信质量。本文针对低压电力线高频通信时由阻抗剧烈变化造成的信道衰减和噪声干扰问题,对低压电力线载波通信中阻抗测量及匹配技术做了较为深入的研究。主要涉及三方面的内容:低压电力线的阻抗分析、基于OFDM调制的通信技术的研究和自适应阻抗匹配系统的设计。在低压电力线的阻抗测量分析中,对阻抗测试方法进行了探究,并分析了网络阻抗分析仪的测试原理及其测试阻抗的方法,分析了低压电力线阻抗测量数据,为更好的研究低压电力线通信提供了数据基础。讨论了低压配电网阻抗的特性。为进一步研究电力线阻抗奠定了理论基础。分析了正交频分复用调制解调技术原理及自适应调制OFDM系统构的优缺点。将OFDM技术与阻抗匹配结合,实现了良好的匹配效果。在自动阻抗匹配系统的设计中,分析了阻抗匹配的必要性并提出了一种自适应阻抗匹配系统的设计模型;用AD9288以及单片机实现了一个自动阻抗匹配系统,并研究了系统的阻抗测量模块、计算控制模块、电抗补偿模块等关键技术;对整个自适应阻抗匹配系统的测试和匹配效果作了模拟试验验证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景和选题意义
• 1.2 国内外相关领域研究现状
• 1.2.1 国外电力线通信研究现状
• 1.2.2 国内电力线通信研究现状
• 1.2.3 OFDM 技术研究现状
• 1.3 论文的主要研究内容
• 第2章 低压电力线高频通信阻抗特性分析
• 2.1 阻抗测试
• 2.2 低压电力线高频通信下的输入阻抗特性
• 2.3 基于网络分析仪的阻抗测量
• 2.4 阻抗测量原理
• 2.5 阻抗测量结果
• 2.6 噪声分析
• 2.7 信号衰减
• 2.8 本章小结
• 第3章 调制解调技术分析
• 3.1 OFDM 原理
• 3.2 自适应OFDM 的调制技术
• 3.3 OFDM 的优缺点
• 3.3.1 OFDM 的优点
• 3.3.2 OFDM 的缺点
• 3.4 本章小结
• 第4章 自适应阻抗匹配模型的设计
• 4.1 引言
• 4.2 阻抗匹配模型
• 4.3 阻抗测量算法
• 4.4 阻抗匹配系统的硬件设计
• 4.4.1 滤波部分
• 4.4.2 数据采集部分
• 4.4.3 阻抗测量部分
• 4.4.4 计算控制部分
• 4.4.5 电抗补偿部分
• 4.5 阻抗测量结果
• 4.6 阻抗匹配结果
• 4.7 自动阻抗匹配系统的软件设计
• 4.7.1 主程序设计
• 4.7.2 AD9288 测试阻抗子程序
• 4.8 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢