学习啦>论文大全>技术论文>

关于通信的调制技术论文(2)

家文分享

  关于通信的调制技术论文篇二

  电力载波通信调制技术研究

  摘要:电力载波通信的众多优点得到了大量学者的研究,同时,产生的干扰也降低了数据传输的可靠性和高效性。从调制技术角度而言,文章分析了现有的几种抑制干扰措施,扩频技术,OFDM技术等,以减小干扰对电力线通信的影响。最后提出了调制技术必须根据PLC网络介质的特性来确定。

  关键字:电力载波通信;扩频;OFDM;调制

  1引言

  20世纪50年代就有在10kV线路上使用电力线通信(Power Line Communication)窄带载波技术的先例。20世纪80年代末,我国也曾经使用小型集成电路农电载波机实现点对点的通信。随着通信技术的高速发展,高速带宽PLC技术的研究也悄然兴起。21世纪以来,PLC技术不断提升,传输速率、抗干扰性能等研究工作得到了加强。但是电力线不是专门的通信线路,在整个电力载波通信系统中存在着大量干扰,严重的影响了通信系统的性能。

  PLC网络结构的复杂性:电力线上的阻抗不仅和传输信号的频率有关,而且和负载有关,电力线上负载的数量、类型不同,不同频率的阻抗变化也不同,变压器及导线特性阻抗的变化导致阻抗的变化多端,阻抗匹配问题显得十分复杂;大量的设备随时随地都可能打开或关闭,PLC拓扑结构致使多径效应更为严重,信号随着传输距离和频率的变化而变化,并且频率越高传输线的效应就越明显,发生谐波导致某一频率下衰减会急速增加,信息的传输得到严重衰减;PLC脉冲噪声带来的干扰尤为严重,如果这类噪声的持续时间过长,超过使用纠错码能容忍的检测和改正时间限度时,会产生严重的突发错误。因此必须找到应对该噪声的干扰模型,特别是基于OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统的抗干扰模型。

  2PLC接入系统的抗干扰分析

  PLC最终是实现数据交换的,但是电网的拓扑结构、恶劣的传输信道、电磁兼容等问题严重阻碍了信号的传输,因此PLC调制解调技术的研究十分有必要,也是解决干扰的有效途径。

  2.1传统的调制技术

  ASK是振幅键控方式,这种调制方式根据信号的不同来调节正弦波的幅度,传输效率比较低,抗噪能力比较低,尤其是抗衰落能力也不强,一般指适宜在恒参信道下采用,不能应对PLC信道的时变性,随机性要求。

  PSK是相移键控,发送消息在载波的相位中,有很好的抗干扰性,在衰落信道中也能获得较好的效果,但是对于高速数据传输率来说,系统要求接受机有精确和稳定的参考相位来分辨所使用的各种相位。

  FSK是频移键控,用数字信号去调制载波的频率,比较容易实现,抗干扰和抗衰减较好,适合窄带的低速数据传输,如果干扰源固定并跟中心频率差不多,会带来致命的错误。

  2.2扩频技术

  PLC并不是在标准化的通信线上传输,而是在易受电气设备等噪声和衰减影响的电力线上传输的,为此必须找一个特殊的调制技术――扩频(SS)技术。该SS技术是将传输信号带宽扩展到比原信号传输需要的频带更宽后,再进行传输。具有可秘密通信、抗噪声和衰减能力强、能保持稳定的通信质量等优点,在军事上收到很大的追捧。其目的是,第一,发射出的扩频信号称为伪噪声信号,敌人很难检测出发射信号;第二,信号不容易被干扰信号破坏。

  扩频技术可以分为:直接序列(DS,Direct Sequence)扩频、跳频(FH,Frequency Hopping)扩频、跳时(TH,Time Hopping)扩频和多载波(MC,Muti-Carrier)扩频。也可以把这几种技术混合一起同时获取它们的优点。DS是一种平均类型的系统,主要是通过把干扰在更长时间间隔内取平均来减弱干扰的影响。FH和TH系统属于避让系统,它们是通过在大的时间片内避开干扰来减弱干扰的影响。直接扩频方式的通信框如图1所示。

  但是在实际中,对于低压电线中的脉冲噪声,扩频技术不能很好的克服,还需要结合信道编码技术,这就有降低了扩频增益。而且受带宽的限制,生产出的芯片,频率利用效率低,不适合高速PLC的数据传输。

  2.3OFDM技术

  OFDM技术是一种多载波调制技术,不再采用一个正弦波震荡做载波,具有传输时间长,窄带较窄的特性,具有一定的抑制PLC多径干扰和脉冲干扰的效果。目前主要应用的领域有非对称数字用户环路(ADSL),高清晰度电视(HDTV)信号传输,数字频域广播(DVB),无线局域网(WLAN)等。OFDM系统实现框如图2所示。

  (1)OFDM属于将信号分割为多个子载波,多个相互正交的子载波传输,子信道的频谱可以部分重叠,提高了频谱利用率。(2)串行的高速信号转化成并行的低速信道上,使OFDM对脉冲干扰和多径时延失真抵抗力变强。另外OFDM系统把频率选择性衰落和脉冲干扰的影响分散到多个符号上去,将由衰落和脉冲引起的突发性错误变随机化,这样再统一的信道编码,也起到了消弱脉冲干扰及多径时延的作用。(3)OFDM技术可以把整个系统的带宽划分为许多子信道,对于每个子信道而言,符号周期变长,每个信道上的频率响应也平坦了,符号干扰降低,所需的均衡比串行系统简单,只需要简单的算法就能使每个子信道上的均方误差最小化。(4)每个子信道的载波信息可映射,每个子信道上可以设置不同的调制方式,而且可以将任何子载波设置为不用状态,很容易避开其它无线电设备的干扰,提高系统性能。(5)易物理层的非对称高速数据传输,即下行链路的传输数据量要远大于上行链路的数据传输量,而OFDM系统可以很容易地通过使用不同数量的子信道来实现。

  3结语

  PLC网络传输在物理上呈拓扑结构,但在逻辑上PLC接入网可以当总线网络,使用的是共享传输介质,因此需要一定介质访问控制策略(MAC)。基站控制对整个或部分PLC网络介质的访问,同样也会连接WAN(Wide Area Network)的接入点,附加的PLC设备,比如中继器或网管也可以实现接入。但是较远距离的交换信息比较复杂,使用的设备可能不同,信息的流动可能跨越若干不同传输技术的网络,PLC的物理层依据电力线传输介质的特性来组织,所以调制解调技术必须要适应PLC的传输信道。

  
看了“关于通信的调制技术论文”的人还看:

1.fsk调制技术论文

2.数字电视技术论文(2)

3.蜂窝移动宽带无线接入技术论文

4.单片机技术论文参考文献

5.通信工程开题报告范文

2718894