電力線載波通信同步與信道估計算法研究及FPGA實現(xiàn).pdf

1、隨著智能電網(wǎng)與智能家居的迅速發(fā)展，電力線載波通信芯片的需求量劇增，對電力線載波通信(Power Line Communication，PLC)技術(shù)的研究，一方面可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，另一方面將推動我國的PLC技術(shù)的發(fā)展。國內(nèi)的PLC載波芯片主要采用單載波與擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，僅限于普通抄表功能，不能滿足智能電網(wǎng)與智能家居在可靠性、安全性、及時性等方面的要求?；谡活l分復(fù)用(OrthogonalFrequency Division Mult

2、iplexing，OFDM)的PLC技術(shù)具有頻帶利用率高、抗信道衰弱能力強(qiáng)、適合高速率傳輸、以及抗碼間干擾能力強(qiáng)的特性，是第三代PLC芯片的核心技術(shù)，應(yīng)用前景十分廣闊。
　　 本文介紹了G3-PLC的物理層協(xié)議，對G3技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下的OFDM基帶系統(tǒng)下的信道編碼、映射與解映射、調(diào)制與解調(diào)、循環(huán)前綴、加窗技術(shù)、成幀的基本原理進(jìn)行了研究，并且用Matlab對OFDM基帶系統(tǒng)進(jìn)行仿真，用于硬件仿真之后結(jié)果驗證。
　　 研究了基于O

3、FDM電力線載波通信的同步算法，針對同步偏移對OFDM系統(tǒng)產(chǎn)生的影響和結(jié)合本系統(tǒng)的實際情況，對傳統(tǒng)的幀同步算法進(jìn)行了改進(jìn)，采用閥值保持方法，可以防止虛警的現(xiàn)象；對頻率同步的原理進(jìn)行了研究，給出了估計的頻率偏移范圍；對傳統(tǒng)的符號定時算法進(jìn)行了改進(jìn)，仿真結(jié)果表明該算法具有門限的自適應(yīng)性，防止旁瓣的干擾，易于硬件實現(xiàn)的特點。
　　 研究了基于OFDM的電力線載波通信的信道估計算法，分析了低壓電力線信道的特性，建立了低壓電力線的信道模型

4、。深入的研究了最小平方(Least square，LS)、最小均方誤差(Minimum Mean Squared Eorror，MMSE)、奇異值分解(SingularValue Decomposition，SVD)頻域信道估計算法，并且在性能與復(fù)雜度上將三種算法進(jìn)行了比較。
　　 在電力線載波通信同步與信道估計的算法基礎(chǔ)上，將各個子模塊用FPGA實現(xiàn)。每個模塊給出了硬件實現(xiàn)框圖、實現(xiàn)過程中的詳細(xì)步驟以及在Modelsim中的仿