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      電力線載波通信種類與新技術(shù)

      2014年02月22日 09:05:11人氣:907來源:安徽亨利儀表電纜有限公司

      正交頻分復(fù)用正交頻分復(fù)用(OFDM)是一種被電力載波通信行業(yè)普遍看好的多載波寬帶數(shù)字調(diào)制技術(shù),采用一組相互正交的子載波構(gòu)成信道來傳輸數(shù)據(jù)流,這些載波在頻率上等間隔地分布,載波間隔一般取碼元周期的倒數(shù)。它采用并行調(diào)制技術(shù)、長碼元周期、FET/IFFF調(diào)制與解調(diào)技術(shù),使OFDM具有頻帶利用率高、抗ISI干擾能力強、抗信道衰落好、抗噪聲干擾強、易實現(xiàn)等一系列優(yōu)點;由于OFDM通過動態(tài)選擇子載波。可以減少窄帶干擾和頻率谷點的影響;即便是在配電網(wǎng)受到嚴重干擾的情況下,OFDM也可提供高帶寬并且保證帶寬傳輸效率,而且通過適當?shù)募m錯技術(shù)可以確保數(shù)據(jù)可靠傳輸[2]。OFDM是目前電力載波寬帶通信的技術(shù),跳頻OFDM方式在無線通信中被選作IEEE802.15.3a標準的另一個方案。盡管OFDM具有很多優(yōu)點,但是,它也存在一定的缺點:①對頻偏和相位噪聲比較敏感,1%的頻偏會使信噪比下降30dB。②功率峰值與均值比(PAPR)大,降低了驅(qū)動放大電路的效率。③接收機結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高,同時對瞬間干擾敏感。此外,對于電力線載波通信的安全性方面沒有任何措施。
      2)跳頻跳頻(FH)是一種無線通信中zui常用的擴頻方式。工作原理是收發(fā)雙方傳輸信號的載波頻率按照預(yù)定規(guī)律(一組偽隨機碼PN,Pseudo-Noise)進行離散變化,通信中使用的載波頻率受偽隨機碼的控制而隨機跳變。從通信技術(shù)的實現(xiàn)方式來說,跳頻是一種用碼序列進行多頻頻移鍵控的通信方式;從時域上來看,跳頻信號是一個多頻率的頻移鍵控信號;從頻域上來看,跳頻信號是一個在很寬頻帶上以不等間隔隨機跳變的信號。因此,跳頻通信在某一特定頻點上仍為普通調(diào)制技術(shù)。跳頻系統(tǒng)根據(jù)頻率變化的快慢,通常分為快跳頻和慢跳頻。目前在軍事領(lǐng)域廣泛應(yīng)用了快跳頻通信技術(shù)。隨著電子對抗的加劇,在快跳頻的基礎(chǔ)上.產(chǎn)生了自適應(yīng)跳頻,進一步提高抗截獲和抗干擾目的。慢跳頻則主要應(yīng)用于民用領(lǐng)域。
      電力線載波通信種類從使用的帶寬角度來說,電力線載波通信分為寬帶電力線載波通信和窄帶電力線載波通信。所謂電力線寬帶(BroadbandoverPowerLine,BPL)通信技術(shù)就是指帶寬限定在2~30MHz之間、通信速率通常在1Mbit/s以上的電力線載波通信技術(shù),它多采用各種擴頻通信技術(shù),是目前研究“四網(wǎng)(寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)、網(wǎng)、有線電視網(wǎng)和低壓配電網(wǎng))融合”的關(guān)鍵技術(shù)之一。所謂窄帶電力線載波通信技術(shù)就是指帶寬限定在3~500kHz、通信速率小于1Mbit/s的電力線載波通信技術(shù),它多采用普通的PSK技術(shù)、DSSS技術(shù)和線性調(diào)頻Chirp技術(shù)等。

      從技術(shù)發(fā)展的角度來說,電力線載波通信分為傳統(tǒng)的頻帶傳輸技術(shù)和目前流行的擴頻通信(SpreadSpectrumCommunication,SSC)技術(shù):所謂頻帶傳輸就是用載波調(diào)制的方法將攜帶信息的數(shù)字信號的頻譜搬移到較高的載波頻率上。其基本的調(diào)制方式分為幅值鍵控(ASK)、頻率鍵控(PSK)和相位鍵控(PSK)以及相關(guān)派生調(diào)制技術(shù)。傳統(tǒng)的載波通信原理的zui大的弱點就是去噪能力有限;所謂擴展頻譜通信是一種信息傳輸方式,其信號所占有的頻帶寬度遠大于所傳信息必需的zui小帶寬,頻帶的展寬是通過編碼及調(diào)制的方法來實現(xiàn)的,并與所傳信息數(shù)據(jù)無關(guān);在接收端則用相同的擴頻碼進行相關(guān)解調(diào)來解擴及恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)。目前電力線載波通信常用的擴頻技術(shù)主要有:直接序列擴頻(DirectSequenceSpreadSpectrum,DSSS)、線性調(diào)頻(Chirp)和正交頻分復(fù)用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,OFDM)等。此外,跳頻(FrequencyHopping,F(xiàn)H),跳時(TimeHopping,TH)以及上述各種方式的組合擴頻技術(shù)也較為常用。

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