(毕业论文 页数:4 字数:2634)第一章 概念阐述 电力线载波通信 英文全称为Power Line Carrier(PLC) , 是一种以已有的电力线作为通信信道,进行语音或数据传输的特殊通信方式。它将载有信息的高频信号调制在电流上,用电力线进行传输,接受信息的调制解调器再把高频信号从电流中分离出来,传送到计算机或电话,实现信息传递。 该技术问世于20世纪20年代左右,至今已经有近90年的发展历史。由于PLC技术既不需架设专用通信线路,也不用经过无线电管理委员会的许可,具有高度的可靠性和经济性,曾在电力系统通信中占据主导地位。 近年来,电力线载波通信技术出现较快的发展,特别是中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面。电力线载波通信这座被国外传媒喻为“未被挖掘的金山”,正逐渐成为一门电力通信领域的热门专业。
第二章 背景说明 电力线载波通信技术问世于20世纪20年代,在历史上经历了从模拟到数字的发展过程。它以高压电力线(35kV及以上电压等级)、中压电力线(10kV电压等级)或低压配电线(380/220V用户线)作为信息传输媒介,具有可靠性高、投资少、见效快、与电网建设同步等得天独厚的优点,从而得到了广泛的应用。 在我国,20世纪40年代时已有日本生产的载波机在东北运行。50、60年代,我国开始研制自己的电力线载波机。到了70年代,我国模拟电力线载波机技术已趋成熟。八十年代中期,电力线载波技术开始了单片机和集成化的革命.到了90年代中期, DSP数字信号处理技术应用于PLC领域,从此,电力线载波通信技术进入数字化阶段。 第三章 关键技术 作为一门电力通信领域传统的通信方式,PLC技术有着较为成熟的技术。按照电力线载波通信所采用的通信线的不同,PLC关键技术可从以下三个方面分别进行介绍:输电线载波通信(TLC)、配电线载波通信(DLC)、和低压配电线载波通信三大类。
1.输电线载波通信技术 输电线载波通信技术是关于以35kV及以上电压等级的高压输电线作为通信信道的PLC技术,故又称为高压电力线载波通信技术。常见输电线载波通信系统的结构框图如图1所示[2]:系统由基带发送/接收处理模块、微控制器及外围接口模块、电力线功率放大/耦合/保护模块、电源模块等部分组成。 其中基带发送/接收处理模块完成物理层相关处理算法。 目前的中高压电力线载波通信的传输速率都很低,只能应用于低速的场合,用户容量有限。而网络应用又需要MAC层等的通信控制协议的支持,需占用一定的系统容量,所以目前的中高压电力线载波通信只能应用于点对点方式或轮询的多点方式,很难满足当今高速大容量通信发展的需要,这也是输电线载波通信技术亟待解决的一个重要问题。
2.配电线载波通信技术 配电线载波通信技术是关于以10kV电压等级的配电线作为载波通信信道的PLC技术,故又称中压电力线载波通信技术。配电线载波通信模块由CPU、存储器、数字信号处理器和配电线载波接口组成,如图2所示[3]。 其中数字信号处理和载波接口是该模块的核心技术部分。传统的载波通信技术的传输速率较低。正交频分复用(OFDM)技术日趋成熟,它能充分利用带宽资源,具有较强的抗干扰能力,正日益受到研究者的重视。 相对于整个载波通信网而言,它主要涉及两个关键技术:载波管理技术和载波通信技术。载波管理技术要解决载波通信网络的管理及与配电主站或配电子站、载波通信模块的通信等方面的问题。而载波通信技术要完成与载波管理和配电终端通信等问题。 另外,实现配电线载波通信,还必须解决好以下几个方面的问题:(1)配电线线路中信号的衰减、失真、噪声及耦合的干扰;(2)电力线负荷大小的改变和开关分合对载波通信带来的影响。
3.低压配电线载波通信技术 低压配电线载波通信技术是关于以380/220V用户接入线作为载波通信信道的PLC技术。实现低压配电线载波通信,必须解决好以下三个方面的问题:信道在信号接入点的输入阻抗特性、信号在信道中传输时信道对信号的衰减特性以及各种电气设备所引起的噪声干扰特性[4]。这也是低压配电线载波通信技术研究重点之一。 其中,输入阻抗是指在信号发送装置和信号接收装置驱动点处配电网的等效阻抗,是低压配电线载波通信信道的一个重要参数。实验表明:输入阻抗与频率成正比。这就要求信号发送装置必须具有很低的输出阻抗,否则信号的传送效率将很低。一种可行的方法是用较高的频率进行载波通信。然而由于低压配电网结构复杂,负荷不确定,高频信号传输必然会产生较大的衰减,并且该衰减特性难以预测,这就给低压电力线载波通信带来了困难。 正是由于这些问题的存在,相对于高压电力线载波通信技术而言,低压电力线载波通信技术还存在着一些不成熟的地方,需要进一步研究和完善。 第四章 发展前景 第三章中,我已经就电力线载波通信技术的关键技术做了简要介绍,至此,我们也对电力线载波通信这样一门较为传统的通信技术有了一个大致的了解。如今,在卫星通信等新型通信方式的冲击下,电力线载波通信技术已经逐渐失去其在电力通信领域的主导地位。然而,随着通信领域研究的不断深入,电力线载波通信技术迎来了新的技术革命,极大地促进了电力线载波通信技术新的发展。以下是我就所阅读的文献归纳总结出的2个重要的技术发展方向: 1.通信容量问题的解决。一直以来,中高压电力线载波通信技术都面临着一大难题:通信容量有限。这是电力线载波通信技术亟待突破的技术瓶颈。虽然目前已有一些技术方案提出,如正交频分复用技术等,能够从一定程度上解决这方面的问题,但是相对于如今大容量通信的要求,还是显得有些“力量不济”。因此这将是一个重要的研究方向之一。 2.干扰和噪声问题的解决。电力线载波通信虽然有着其得天独厚的条件,但也存在着某些致命的不足,其中干扰问题就是其中之一。待传输信号调制在传输电流上,加之电力线之间的相互电磁干扰、雷电的影响等等,这些免不了给信号带来很多噪声,使得通信质量受到较大影响。如何有效地解决这些问题,又将是一个重要的研究方向。
目录
第一章 概念阐述 第二章 背景说明 第三章 关键技术 第四章 发展前景 第五章 结语
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