基于EBPSK調(diào)制的電力線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、電力線網(wǎng)絡(luò)是覆蓋范圍最廣的網(wǎng)絡(luò)，利用電力線網(wǎng)絡(luò)作為傳輸信息的介質(zhì)可以提供覆蓋范圍最廣的服務(wù)，并且可以降低敷設(shè)新的通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)所需的成本。研究電力線載波通信(Power Line Communication，PLC)技術(shù)具有重大的實(shí)用價(jià)值。本文研究的側(cè)重點(diǎn)是用于智能電表中的窄帶PLC調(diào)制解調(diào)器。
　　 針對(duì)頻率資源緊張問(wèn)題而設(shè)計(jì)的擴(kuò)展二元相移鍵控(Extended Binary Phase-Shift Keying，EBPSK)調(diào)制

2、技術(shù)能夠有效提高頻帶利用率。接收端的沖擊濾波器能將EBPSK調(diào)制波形的相位信息轉(zhuǎn)化為幅度信息來(lái)判決發(fā)送碼元，不存在相位檢測(cè)問(wèn)題，因此可以大大簡(jiǎn)化接收機(jī)的結(jié)構(gòu)。此外，由于沖擊濾波器帶寬非常窄，可以濾除大部分噪聲，因此使用沖擊濾波器的EBPSK調(diào)制系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抗噪聲干擾能力。
　　 基于以上分析，本文將基于EBPSK的超窄帶調(diào)制解調(diào)器應(yīng)用于低壓窄帶PLC系統(tǒng)的物理層。研究了EBPSK接收濾波器的設(shè)計(jì)方法、低壓PLC系統(tǒng)的信道和噪聲

3、模型以及PLC系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)。
　　 首先，介紹了EBPSK調(diào)制技術(shù)，詳細(xì)分析了沖擊濾波器的設(shè)計(jì)原理，在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)了優(yōu)化濾波器性能的目標(biāo)函數(shù)和約束條件，使用最優(yōu)化方法設(shè)計(jì)出了高性能的EBPSK調(diào)制信號(hào)的數(shù)字濾波器；
　　 其次，對(duì)低壓電力線信道的信道特性和噪聲特性進(jìn)行了分析，并在分析的基礎(chǔ)上，介紹了信道、背景噪聲、窄帶噪聲和脈沖噪聲的建模方法，對(duì)EBPSK調(diào)制解調(diào)器在電力線信道下的誤碼率性能進(jìn)行了仿真分析，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提

4、供了基礎(chǔ)和依據(jù)；
　　 然后，提出了系統(tǒng)基帶處理部分的結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)，給出了串口通信模塊、調(diào)制模塊、沖擊濾波器和位同步模塊的具體實(shí)現(xiàn)；
　　 最后，提出了本文實(shí)現(xiàn)的電力線通信系統(tǒng)模擬前端的整體構(gòu)架，設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)EBPSK信號(hào)在電力線上傳輸?shù)男盘?hào)耦合電路、吸收破壞性脈沖的保護(hù)電路、發(fā)送信號(hào)功率放大電路、接收信號(hào)放大電路和ADC/DAC電路，并在實(shí)驗(yàn)室電網(wǎng)環(huán)境下對(duì)設(shè)計(jì)的電力線通信系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果表明設(shè)計(jì)的系統(tǒng)達(dá)到了較理想的通信