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《重庆大学》 2006年
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高压电力线载波通信自适应OFDM调制技术研究

尹康  
【摘要】: 高压电力线载波通信曾经是我国电力通信网的基础网络,在电力系统调度、安全稳定运行方面发挥着重要作用。但是国内外高压电力线载波机的最高传输速率只有64kbps,随着电力通信网需求的提高,高压电力线载波通信已无法满足现代电力系统的通信需求。为了提高高压电力线载波通信速率,本文对高压电力线载波通信自适应OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex,正交频分复用)调制技术进行了研究。 信道特性是研究通信系统的先决条件。为此,本文首先研究了高压电力线信道特性和噪声特性。其中对信道特性的研究,本文主要从高压电力线载波通道的组成入手,分析了高压电力线信道与通信信道的不同之处,并根据理论分量法和工程计算方法分析了电力线信道的衰减特性。对噪声的研究,本文着重于电力线路特有的电晕噪声的研究。在以往的分析中,大多使用白噪声来模拟实际的电晕噪声。本文在分析了大量实验数据的基础上,基于相关电晕噪声建立了电晕噪声模型。该模型突出了电晕噪声不同于白噪声的特性,即在电网中电晕噪声是受150Hz的分量调制产生,而且我们也考虑了测试中背景噪声的存在。在分析电力线载波通道上,此模型可以用来代替白噪声更好的模拟实际电晕噪声的情况,有一定的实用价值。 在高压电力线载波通信中运用自适应OFDM调制技术,最重要的是有适合的算法。为此,本文重点研究算法,在基于SNR(Signal Noise Ratio,信噪比)门限的比特分配算法的基础上,改进提出了一种基于发射效率的OFDM比特分配算法。为了验证算法性能,本文结合了高压电力线信道特性,根据工程计算方法和本文建立的电晕模型,建立了高压电力线信道仿真平台。并将该算法其与固定调制方式和基于SNR门限的比特分配算法进行对比,分析了算法性能。仿真计算结果表明该算法性能优于固定调制方式和基于SNR门限的比特分配算法,有一定实用价值。同时也证明了自适应OFDM调制技术能明显提高了系统的性能,比固定调制方式更适用于电网的高速传输。本文为提高高压电力线载波传输速率提出了方向。 本文还对信道估计误差的影响作了分析,仿真计算结果表明信道估计误差对系统影响很大,在实际设计中要考虑采用高精度的信道估计和信道预测技术,并且需要在性能和复杂度之间作折衷。 最后本文设计了系统硬件实现方案。本文的硬件平台采用了DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理器) +FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TM73

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 董美荣;基于电力线载波通信的机车控制信号传输系统的研究[D];西南交通大学;2008年
2 王子敬;基于接触网的电力线载波通信的研究[D];西南交通大学;2010年
3 张静;电力线通信跨层动态资源分配算法研究[D];华北电力大学;2012年
4 邵海明;载波通信对智能电能表计量误差影响的研究[D];北京化工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 邹志威,陈启美,左雯;跻身未来的电力线通信 (一)回顾与展望[J];电力系统自动化;2003年03期
3 张有兵,程时杰,熊兰;基于低压电力线实测信道特性的OFDM分析和仿真[J];电力系统自动化;2003年11期
4 刘海涛,张保会,谭伦农;低压电网信道容量的研究[J];电力系统自动化;2004年04期
5 姚雪峰,周嘉农,柯建伟;OFDM编码在宽带电力线通信中的应用及其改进[J];电力系统自动化;2004年18期
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8 林昌松,郭经红,张官元;高速中高压网络载波通信机的设计和实现[J];电力系统通信;2005年06期
9 孙小东,于全,袁华廷,白天,高云剑;OFDM实现中的关键技术[J];电声技术;2003年06期
10 赵宇明,王赞基,郭静波,于歆杰;一种应用于配电网电力线通信的快速比特分配算法[J];电网技术;2005年21期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张静亚;周平;;ALTER FPGA器件的配置模式及其实现方法[J];常熟理工学院学报;2007年02期
2 罗文亮;柯熙政;马鸣;;基于蒙特卡洛低压电力线信道容量研究[J];电波科学学报;2009年04期
3 徐毅;郭静波;;单相配电网多用户OFDM通信系统的频谱优化[J];电测与仪表;2006年06期
4 张众发;江志;;室内低压电力线信道特性测量与分析[J];电测与仪表;2008年09期
5 高聪;;面向对象技术的低压电力线OFDM系统仿真[J];电测与仪表;2009年12期
6 韩谷静;殷小贡;林涛;;面向配电自动化的中压电力线高速数据通信终端设计[J];电工技术学报;2007年03期
7 瞿炜平;;中压配电网载波通信技术[J];电工技术;2008年03期
8 邓振利;王显平;涂雪芹;;基于PLC传输技术的电力故障信号采录[J];电工技术;2010年11期
9 唐梅芳;甘海清;梁秀芬;吉宏浩;欧繁;;蓄电池在线监测自动化及其实现[J];电源技术应用;2006年01期
10 甘武,孙云莲,邓宏伟;电力线通信技术及其应用[J];电力建设;2004年11期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 赵宇明;王赞基;郭静波;;高速电力线通信中的频谱优化技术[A];电工理论与新技术学术年会论文集[C];2005年
2 吕晓荣;耿群锋;;宽带PLC通信技术在电动汽车交流充电中的应用分析[A];2012年电力通信管理暨智能电网通信技术论坛论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 张旭辉;基于自适应OFDM的电力线高速数据通信关键技术研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
2 陈睿;OFDM和MIMO系统中的预编码技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 谢志远;面向10kV配电网运行监测的电力线通信关键技术研究[D];华北电力大学(河北);2009年
4 魏绍亮;基于低压电力线煤矿井下信号提取和传输关键技术研究[D];上海大学;2009年
5 徐志强;宽带电力线通信系统的资源分配研究[D];华北电力大学(北京);2010年
6 罗文亮;基于低压配电网的OFDM调制技术及其应用研究[D];西安理工大学;2010年
7 Saeed Ahmed Hasan AL-Rashdy;基于自适应循环前缀和中继的WiMAX下行链路容量改进方法[D];哈尔滨工业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孔雪艳;低压电力线OFDM系统中信道估计技术的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
2 刘世辉;低压电力线OFDM系统子信道动态分配的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
3 孙家安;基于IEC60870-5-104规约的调度自动化远动技术网络化研究[D];华南理工大学;2010年
4 郭永新;自适应OFDM低压电力线载波通信技术研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
5 徐璐佳;基于DSP的OFDM接收机关键技术的研究与实现[D];北京交通大学;2010年
6 李晓佳;基于蜜罐的计算机取证系统的研究[D];河南理工大学;2011年
7 周建新;电力线通信中降低OFDM峰均比技术研究[D];新疆大学;2011年
8 黄俊杰;IEEE802.16d的物理层技术研究及FPGA实现[D];华南理工大学;2011年
9 陈健;适于配电网自动化的载波系统研究[D];浙江工业大学;2010年
10 颜冰;基于导频的OFDM系统信道估计算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张俊谟;一种双端口存储器高速数据采集系统[J];北京工业大学学报;1995年04期
2 李引新,赵姚同;正交频分多路(OFDM)的实现方式及性能分析[J];电讯技术;1998年06期
3 Etienne Moulin;电能表计量无功功率的方法[J];电测与仪表;2004年04期
4 陈天华;低压电力线通信技术及性能研究[J];电测与仪表;2005年04期
5 陆祖良;;对电能表载波通信功能评价的讨论[J];电测与仪表;2010年01期
6 胡志刚;许凯;崔永峰;;电能计量芯片ADE7878在智能表中的应用[J];电测与仪表;2010年S2期
7 王建龙;蒙根;;实验室环境下的智能电表载波模块通信测试[J];电测与仪表;2012年04期
8 梅龙宝;基于电力线的数字网络技术及应用[J];中国远程教育;2003年19期
9 张玥;李春茂;;一种新型电力线收发器在电力线载波通信中的应用[J];电气应用;2006年12期
10 高锋,董亚波;低压电力线载波通信中信号传输特性分析[J];电力系统自动化;2000年07期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周强;高压电力线载波通信中COFDM调制技术研究与应用[D];武汉大学;2004年
2 杨宇;COFDM技术运用于高压电力线高速载波通信传输模块的DSP实现[D];武汉大学;2004年
3 宦若虹;基于OFDM的电力线通信系统研究[D];浙江大学;2005年
4 刘志煌;智能家居网络的电力线通信调制技术实现研究[D];广东工业大学;2005年
5 董娜;基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用[D];武汉理工大学;2006年
6 刘二明;基于INT5200芯片的电力线载波通信装置的设计[D];南京理工大学;2006年
7 崔爱霞;基于PL3200的电力载波通信系统的研究[D];山东科技大学;2005年
8 李峰;谐波对电能计量的影响及计量装置的研究[D];东南大学;2005年
9 岳斌;DSP+FPGA在直扩通信系统中的实现[D];西安电子科技大学;2006年
10 钟怡;低压电力线载波系统的OFDM技术及电磁兼容技术研究[D];湖南大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 韩立海;;浅谈具有远程数据传输功能的变电运行管理系统[J];中国高新技术企业;2011年24期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 姚世凤;基于电力载波的温室监测系统设计[D];西南大学;2012年
2 张春明;采用喷泉码的接触网电力线信息传输系统的设计与研究[D];北京交通大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 尹长川,乐光新;DMT调制在铜双绞线信道上的输入功率分配[J];北京邮电大学学报;1998年02期
2 高锋,董亚波;低压电力线载波通信中信号传输特性分析[J];电力系统自动化;2000年07期
3 姚轶,邵军力;利用OFDM技术在低压电力线上实现高速数据传输[J];电力系统自动化;2001年15期
4 陈长德,刘海涛,张保会;OFDM调制技术在宽带高速电力线通信中的应用[J];电力系统自动化;2001年18期
5 张有兵,程时杰,何海波,熊兰,J.Nguimbis;低压电力线高频载波通信信道的建模研究[J];电力系统自动化;2002年23期
6 马强,陈启美,李勃;跻身未来的电力线通信 (二)电力线信道分析及模型[J];电力系统自动化;2003年04期
7 吴新玲,张伟,侯思祖;电力线接入技术与接入网的发展[J];电力系统通信;2001年11期
8 汪晓岩,樊昊,易浩勇,孙荣久;基于OFDM技术的电力线通信系统的MATLAB模拟[J];电力系统通信;2002年02期
9 杨玲君,殷小贡,黄红兵,张国珍;OFDM用于低压电力线数据通信的仿真研究[J];电力系统通信;2003年01期
10 丁道齐;要正视和研究电力线通信技术发展中的关键问题[J];电力系统通信;2003年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 钱鹤卿;对电力线载波通信网络改造的看法[J];东北电力技术;1996年09期
2 郭光明,高红令;电力线信道特性分析与扩频技术应用[J];装备指挥技术学院学报;2003年03期
3 刘廷霞;修吉宏;李建海;;电力线载波智能抄表系统[J];电气自动化;2003年06期
4 汝彦冬;郭继坤;;基于PL3106中小型煤矿监控分站的设计[J];工业仪表与自动化装置;2010年06期
5 韩立海;;浅谈具有远程数据传输功能的变电运行管理系统[J];中国高新技术企业;2011年24期
6 姜少杰;DSP在电力线载波通信中的应用[J];电力系统通信;1997年05期
7 殷小贡,王大方,黄红兵,朱斌,谭必宁,张静;电力线载波数字通信方案及其实现[J];电力系统通信;2002年11期
8 张冬波;;电力线数字载波技术的应用及发展[J];科技广场;2006年01期
9 俞天白;杨将新;赵玉玺;;楼宇控制系统中的电力线载波通信路由算法[J];电网技术;2006年09期
10 程静远;陈磊;;基于OFDM电力线通信系统的同步方案设计[J];华东电力;2006年08期
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1 刘洋;;基于OFDM频谱感知在电力线载波通信中的应用[A];科技创新与产业发展(A卷)——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年
2 刘旭东;王巍;;基于电力线载波通信的LED路灯能源监控网研究[A];全国第五届信号和智能信息处理与应用学术会议专刊(第一册)[C];2011年
3 张诤;黄锦安;康明才;;扩频技术在电力线载波通讯中的应用研究[A];电工理论与新技术学术年会论文集[C];2005年
4 石庆兰;王库;;农村信息进村后的入户解决方案[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年
5 王忠;杨家仕;任苏萍;严小美;;电力载波自动抄表系统软件的设计与实现[A];四川省通信学会2002年学术年会论文集[C];2002年
6 张旭辉;张礼勇;;智能多用户卡载一体化电能表[A];2006全国电工测试技术学术交流会论文集[C];2006年
7 张嘉凯;阎硕;赵成林;周正;;基于PLC技术的未来智能家庭控制系统的设计与实现[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年
8 孙喆;杜晓林;;电力线通信技术与组网应用[A];中国通信学会信息通信网络技术委员会2011年年会论文集(上册)[C];2011年
9 渠晓峰;李建岐;王立城;王智慧;赵涛;;低压电力线载波通信自适应控制技术分析[A];2011电力通信管理暨智能电网通信技术论坛论文集[C];2011年
10 王炬;樊绍胜;;平移不变小波快速算法在电力通信消噪中的研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 安徽 刘杰;电力线载波通信对讲机原理与制作[N];电子报;2001年
2 邓超;成都局 光纤通信“高速公路”开建[N];华中电力报;2010年
3 鄢新华;自动抄表带动电力线载波通信芯片市场[N];中国电子报;2004年
4 潘莹玉;电力专用通信网(上)[N];通信产业报;2000年
5 本报记者 蔡强;寻找市场的“准入点”[N];中国高新技术产业导报;2002年
6 赵艳秋 刘恒 汪光森 王乘(本报记者 赵艳秋);OFDM电力载波芯片陆续面市 应用效果决定前景[N];中国电子报;2009年
7 记者 陈蒸 通讯员 陈德钧 林敦生;福州电业开发智能营销管理系统[N];中国电力报;2009年
8 杨阿昭;PLC相关标准及国际组织[N];中国计算机报;2003年
9 ;华西IC中心:让成果走向市场[N];中国电子报;2002年
10 本报记者 马文方;银江电子:智慧城市的潜力股[N];中国计算机报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 吴建德;基于电力电子电路的功率/信号复合传输方法和理论研究[D];浙江大学;2012年
2 王彦;大型能耗监控系统通信网络及控制策略研究[D];湖南大学;2012年
3 王计波;面向智能断路器的多协议通信技术研究[D];河北工业大学;2013年
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1 王子敬;基于接触网的电力线载波通信的研究[D];西南交通大学;2010年
2 宋晓华;基于电力线载波通信遥测遥控系统研究[D];河北工业大学;2011年
3 罗隽灏;基于智能电网的电力线载波通信的研究[D];华南理工大学;2012年
4 吴晓燕;10kV电力线载波通信自动组网研究[D];华北电力大学;2013年
5 岳斌;基于电力线载波通信技术的照明控制系统开发[D];山东师范大学;2014年
6 郭军昌;智能配电网电力线载波通信可靠性研究[D];长沙理工大学;2012年
7 詹志飞;中高压电力线载波通信的相关研究[D];复旦大学;2012年
8 秦文华;基于电力线载波通信的数据传输系统研究与实现[D];山东大学;2012年
9 李晓燕;基于电力线载波通信的数据包侦听工具设计[D];兰州大学;2012年
10 张良;新型电力线载波通信组网模型的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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