基于G3標準的PLC物理層模型研究與性能分析.pdf

1、電力線載波通信(Power Line Communication，PLC)是以現(xiàn)有的電力線網(wǎng)絡(luò)作為通信媒介來實現(xiàn)信息傳輸?shù)募夹g(shù)。與其它通信技術(shù)相比，PLC具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣泛、安裝維護成本低、便于監(jiān)控和管理等優(yōu)點。近年來，在智能電網(wǎng)、智能家居、智慧能源等領(lǐng)域中電力線載波通信技術(shù)將發(fā)揮著不可替代的作用。但是電力線信道環(huán)境具有復(fù)雜性、多變性及強噪聲干擾性，這將對PLC系統(tǒng)的通信質(zhì)量造成嚴重影響。因此，研究一種可靠的PLC技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意

2、義和實用價值。
　　在電力線載波通信技術(shù)的發(fā)展過程中，已經(jīng)形成了適用于不同環(huán)境的通信標準。其中，G3-PLC標準是一種定義了物理層和MAC層的窄帶電力線載波通信規(guī)范，并且該標準中信號完整的幀結(jié)構(gòu)為實現(xiàn)可靠的電力線載波通信提供了有效的保障。本文將基于G3-PLC標準對電力線載波通信的關(guān)鍵技術(shù)進行研究。具體內(nèi)容如下:
　　1.對電力線信道特性進行理論研究并建立可靠的信道模型，根據(jù)實際測量的國內(nèi)低壓電力線信道噪聲，對電力線噪聲的時

3、域和頻域特性進行重點分析，為PLC系統(tǒng)提供可靠的選頻依據(jù)。
　　2.結(jié)合電力線的信道特性對G3-PLC標準中OFDM技術(shù)、物理層模型、信號的幀結(jié)構(gòu)、基本技術(shù)指標和差錯控制編碼技術(shù)等進行理論研究，分析驗證G3-PLC標準在國內(nèi)低壓電力線網(wǎng)絡(luò)中的抗噪聲干擾能力。
　　3.基于G3-PLC標準提出分段重構(gòu)編碼技術(shù)，針對國內(nèi)低壓電網(wǎng)惡劣的信道環(huán)境分別對分段重構(gòu)編碼技術(shù)在時域、頻域和時頻二維空間中進行了理論研究，為提高G3-PLC系統(tǒng)

4、的抗擾性能提供了一種有效、可靠的解決方案。
　　4.設(shè)計并搭建各算法的實驗仿真平臺，并通過Matlab與LabVIEW的混合編程實現(xiàn)仿真系統(tǒng)的監(jiān)測與控制。
　　最后通過大量的實驗證明了原G3-PLC系統(tǒng)和本論文提出的各分段重構(gòu)編碼技術(shù)的抗擾能力。結(jié)果顯示:原G3-PLC系統(tǒng)在信道環(huán)境較好時可以實現(xiàn)可靠通信，但是在惡劣的信道環(huán)境中通信質(zhì)量較差。在實測的電力線噪聲信道中，本文設(shè)計的時域分段重構(gòu)編碼、頻域分段重構(gòu)編碼和時頻聯(lián)合分段