本文選題：電力線載波通信 + 高效調(diào)制��； 參考：《東南大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：電力線載波通信(Power Line Communication, PLC)技術(shù)是利用現(xiàn)有的電力線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ偶夹g(shù),具有覆蓋范圍廣、無需重新鋪設(shè)線路等優(yōu)勢。此外,國家大力建設(shè)的智能電網(wǎng)也需要PLC技術(shù)來支撐。所以,如何在電力線網(wǎng)絡(luò)上獲得可靠、快速、低成本的通信具有重大的理論和實(shí)用價(jià)值。目前窄帶低壓電力線通信中,一般所用調(diào)制方式有二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)、頻移鍵控(FSK)以及正交相移鍵控(QPSK)等。與這些傳統(tǒng)的調(diào)制方式相比,高效調(diào)制技術(shù)擁有更窄的帶寬。與此同時(shí),解調(diào)器中的沖擊濾波器不僅可將相位跳變轉(zhuǎn)化幅度沖擊,還具有窄帶帶通特性,因此基于沖擊濾波器的高效調(diào)制通信系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抗噪聲與衰落能力。本文主要研究了如何使用高效調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力線載波通信,并且在獲得可靠通信的基礎(chǔ)上,盡可能地降低整個(gè)系統(tǒng)的成本。首先,對電力線信道的衰減和噪聲特性進(jìn)行了分析與建模,為后面的分析與仿真提供基礎(chǔ)。其次,介紹了擴(kuò)展的二元相移鍵控(EBPSK)調(diào)制原理、沖擊濾波器以及FPGA開發(fā)平臺。設(shè)計(jì)了基于FPGA的EBPSK調(diào)制器與解調(diào)器的結(jié)構(gòu),并在FPGA中予以實(shí)現(xiàn)。在本系統(tǒng)中,主要設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了串口通信、時(shí)鐘、調(diào)制、位同步及幀同步等模塊。然后,對PLC系統(tǒng)中的糾錯(cuò)編碼技術(shù)進(jìn)行了討論,選取了幾種在短碼長下具有優(yōu)異性能的信道編碼進(jìn)行仿真對比,并推導(dǎo)了基于沖擊濾波器的EBPSK軟判決譯碼中的可靠性度量公式。最后,介紹了多元位置相移鍵控(MPPSK)及改進(jìn)的MPPSK調(diào)制原理,提出了基于改進(jìn)的MPPSK調(diào)制的尋最大值法解調(diào)方案,并仿真證明了此方案下的MPPSK通信系統(tǒng)相對于EBPSK通信系統(tǒng)的優(yōu)越性。并且在EBPSK接收機(jī)的基礎(chǔ)上,給出并實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字MPPSK解調(diào)器,進(jìn)一步降低了成本,同時(shí)將RS編解碼添加到本系統(tǒng)中以獲得更好的傳輸性能。
[Abstract]:Power Line Communication (PLC) technology is a kind of communication technology which uses the existing power line network for data transmission. It has the advantages of wide coverage and no need to lay new lines. In addition, the smart grid that the country builds energetically also needs PLC technology to support. Therefore, how to obtain reliable, fast and low cost communication on power line network has great theoretical and practical value. At present, in narrow band low voltage power line communication, the general modulation methods are binary phase shift keying (BPSK), frequency shift keying (FSKK) and orthogonal phase shift keying (QPSK). Compared with these traditional modulation methods, the efficient modulation technology has narrower bandwidth. At the same time, the impulse filter in the demodulator can not only transform the phase jump into the amplitude shock, but also have the narrowband pass characteristic. Therefore, the high-efficiency modulation communication system based on the impulse filter has strong anti-noise and fading ability. This paper mainly studies how to use efficient modulation technology to realize power line carrier communication and reduce the cost of the whole system as much as possible on the basis of obtaining reliable communication. Firstly, the attenuation and noise characteristics of power line channel are analyzed and modeled, which provides the foundation for the analysis and simulation. Secondly, the extended binary phase shift keying (EBPSK) modulation principle, impulse filter and FPGA development platform are introduced. The structure of EBPSK modulator and demodulator based on FPGA is designed and implemented in FPGA. In this system, serial communication, clock, modulation, bit synchronization and frame synchronization are designed and implemented. Then, the error-correcting coding technology in PLC system is discussed, several channel codes with excellent performance under short code length are selected for simulation and comparison, and the reliability metric formula of EBPSK soft decision decoding based on impulse filter is deduced. Finally, the multivariate position shift keying (MPPSK) and the improved MPPSK modulation principle are introduced, and the demodulation scheme based on the improved MPPSK modulation is proposed. The simulation results show that the MPPSK communication system is superior to the EBPSK communication system. Based on the EBPSK receiver, an all-digital MPPSK demodulator is presented and implemented, which further reduces the cost and adds RS codec to the system to achieve better transmission performance.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN913.6

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本文編號：1823319