【摘要】：電力線載波通信技術(shù)發(fā)展迅速,已經(jīng)成為當(dāng)前科技領(lǐng)域的研究熱點。但是電力線信道特性突出表現(xiàn)為信號干擾大、噪聲種類復(fù)雜、信號衰減強,而且其具有頻率選擇性衰落特性和時變性強等特點,嚴(yán)重影響了數(shù)據(jù)的可靠通信。差錯控制技術(shù)是建立可靠的低壓電力線載波通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。因此,本課題主要研究適用于PLC系統(tǒng)的差錯控制技術(shù)。本課題在分析、對比相關(guān)的調(diào)制/解調(diào)技術(shù)后,提出一種基于DSTFT的2FSK解調(diào)改進算法,并利用MATLAB對常規(guī)DFT算法和改進的DFT算法進行仿真比較,驗證了該改進算法的有效性。此改進算法能在簡化系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的前提下,提高系統(tǒng)的實時性。根據(jù)噪聲對低壓PLC系統(tǒng)的影響,對現(xiàn)有的差錯控制技術(shù)進行理論分析與MATLAB仿真,包括CRC檢錯碼、糾錯碼、HARQ和組合譯碼技術(shù)。利用MATLAB對電力線通信系統(tǒng)進行建模仿真,通過對糾錯碼模塊、組合譯碼模塊及其ARQ模塊的不同組合的研究,來設(shè)計可靠性更高的電力線載波系統(tǒng)。這些關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)復(fù)雜度低,在時延要求不嚴(yán)格、載波頻率不高、數(shù)據(jù)傳輸率較低的PLC應(yīng)用場合中,具有較好的抗干擾性能。采用TI公司高性能32位定點DSP芯片TMS320F2812作為核心控制平臺,編程實現(xiàn)PLC差錯控制系統(tǒng)中主要模塊的核心算法,包括糾錯碼、HARQ、組合譯碼和CRC檢錯碼等模塊,以及串口收發(fā)模塊、調(diào)制解調(diào)模塊。每個子模塊均為各自獨立的API函數(shù),以便于系統(tǒng)主程序的調(diào)用。并設(shè)計相應(yīng)的外圍電路,包括發(fā)送功放、耦合、諧振濾波和接收信號放大電路等。整個系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、靈活等特點。這些關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)復(fù)雜度低,當(dāng)應(yīng)用于低壓電力線通信時,具有較好的抗干擾性能。在實際的應(yīng)用中可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求和軟硬件資源配置,設(shè)計適用于低壓PLC的差錯控制方案,以達到低成本、易于實現(xiàn)且高可靠通信的要求。搭建了低壓PLC實驗系統(tǒng)并對實驗系統(tǒng)進行測試和分析,實驗數(shù)據(jù)表明,所設(shè)計的差錯控制方案可以有效抵抗信道噪聲造成的隨機錯誤和突發(fā)錯誤,提高載波通信系統(tǒng)的抗干擾能力。所研究的適合于PLC的差錯控制技術(shù)為提高電力線載波通信的可靠性提供一種備選方案。
[Abstract]:With the rapid development of power line carrier communication technology, it has become a hot research topic in the field of science and technology. However, the characteristics of power line channel are large signal interference, complex noise types, strong signal attenuation, and its frequency selective fading characteristics and strong time variability, which seriously affect the reliable communication of data. Error control technology is one of the key technologies to establish reliable low voltage power line carrier communication system. Therefore, this paper mainly studies the error control technology suitable for PLC system. In this paper, after analyzing and comparing the related modulation / demodulation technology, an improved 2FSK demodulation algorithm based on DSTFT is proposed, and the conventional DFT algorithm and the improved DFT algorithm are simulated and compared by MATLAB to verify the effectiveness of the improved algorithm. This improved algorithm can improve the real-time performance of the system on the premise of simplifying the hardware structure of the system. According to the influence of noise on low voltage PLC system, the existing error control technologies are analyzed theoretically and simulated by MATLAB, including CRC error detection code, error correction code, HARQ and combined decoding technology. The power line communication system is modeled and simulated by MATLAB, and the power line carrier system with higher reliability is designed by studying the different combinations of error correction code module, combined decoding module and its ARQ module. These key technologies have low implementation complexity and good anti-interference performance in PLC applications where delay requirements are not strict, carrier frequency is not high and data transmission rate is low. Using TI high performance 32-bit fixed-point DSP chip TMS320F2812 as the core control platform, the core algorithm of the main modules of PLC error control system is programmed, including error correction code, HARQ, combination decoding and CRC error detection code, as well as serial port transceiver module, modulation and demodulation module. Each sub-module is a separate API function to facilitate the call of the main program of the system. The corresponding peripheral circuits, including transmitting power amplifier, coupling, resonance filtering and receiving signal amplification circuit, are designed. The whole system has the characteristics of simple structure, flexibility and so on. These key technologies have low complexity and good anti-interference performance when used in low-voltage power line communication. In practical application, according to different application requirements and hardware and software resource allocation, an error control scheme suitable for low voltage PLC can be designed to meet the requirements of low cost, easy to implement and high reliable communication. A low voltage PLC experimental system is built and tested and analyzed. The experimental data show that the designed error control scheme can effectively resist random errors and burst errors caused by channel noise and improve the anti-interference ability of carrier communication system. The error control technology suitable for PLC provides an alternative for improving the reliability of power line carrier communication.
【學(xué)位授予單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN913.6

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本文編號：2505632