基于OFDM技术的低压电力载波系统的研究与实现

发布时间：2020-02-12 08:17

【摘要】：低压电力载波通信是一种在现有低压电力线上实现信号传输的新型通信方式。由于电力线网络巨大,利用电力线作为数据传输的通道,无需铺设新的线路,具有成本低、覆盖面广等优势。随着调制技术和信号处理技术的进步,电力载波通信系统的传输速率经历了从几Kbps到几Mbps的发展。目前,电力载波通信已进入高速时代,并在智能家居以及电力线上网等领域得到了极大的关注。正交频分复用技术(OFDM)是一种多载波调制技术。利用多个相互正交的子载波进行数据传输,不仅具有很高的频谱利用率,而且有很强的抗多径干扰能力。本文首先分析了低压电力载波通信系统的基本原理,将载波系统分成电力载波调制解调模块、耦合／功率放大模块和电力线信道三个部分。低压电力线主要是用来传输工频电能,在将其作为高频信号的通信信道时,电力线上负载的不断变化,会使信道环境非常差。因此,需要分析低压电力线的阻抗、衰减以及噪声特性进行分析。接着分析OFDM技术原理和数学表达式,研究其实现过程中的保护间隔和循环前缀等技术手段,并利用MATLAB软件实现系统仿真。然后利用实习公司资源,设计一款具有轨到轨输出结构的运算放大器芯片,用来对经过OFDM芯片处理的待发送信号进行功率放大,提高信号在电力线上的传输距离。用集成电路芯片来代替传统的功率放大电路,还可以降低电力载波设备的面积,减少成本。最后,设计相应的芯片外围电路,完成功率放大模块的制作,并结合现有的电力载波系统平台,进行信号传输。通过对比添加功率放大模块前后,载波系统信号传输的距离,验证本文涉及的功率放大模块可以很好地改善低压电力载波系统通信效果,提高通信距离。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN913.6

【参考文献】