發(fā)布時間：2020-10-20 18:39

　　 作為現(xiàn)代通信的重要技術(shù),電力線通信具有分布廣泛,建設(shè)成本相對低廉,可以用于特殊場景或者到達(dá)沒有其他網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋的偏遠(yuǎn)地區(qū),與其他通信方式相比,具有獨(dú)特的優(yōu)勢。低壓電力線通信技術(shù)在很多領(lǐng)域都有應(yīng)用,包括用電信息采集、智能家居管理、樓宇監(jiān)視和路燈控制等,對推動電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的發(fā)展和提高社會整體的經(jīng)濟(jì)效益無疑具有積極的促進(jìn)作用。本文的主要工作有:第一,分析了低壓電力線通信的特性,包括信號衰減、輸入阻抗、多徑傳輸及噪聲等。第二,研究了低壓電力線通信信道的建模,具體地講,對電力線有無分支,電力線長度及分支長度對傳輸函數(shù)的影響進(jìn)行了仿真研究。并對低壓電力線信道容量進(jìn)行了分析,結(jié)果表明當(dāng)電力線有分支時信道容量有顯著下降,分支的存在增加了反射路徑從而減小了信道容量。第三,研究了低壓電力線通信的傳輸特性,仿真結(jié)果表明,當(dāng)發(fā)送端阻抗與接收端阻抗相等時,電力線通信信道的正向傳輸函數(shù)和反向傳輸函數(shù)一致,即電力線網(wǎng)絡(luò)特性具有對稱性;當(dāng)發(fā)送端阻抗小于接收端阻抗時,電力線通信信道的正向傳輸衰減小于反向傳輸衰減。本文對電力線通信信道建模及傳輸特信進(jìn)行了全面詳盡的研究,為今后電力線信道建模及其仿真設(shè)計提供了參考。
【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN913.6
【部分圖文】：

是表示低壓ＰＬＣ信道傳輸特性的重要參數(shù)之一。雙電流探測法、系統(tǒng)辨??識法是常見的阻抗測量方法，比值法和網(wǎng)絡(luò)分析儀測量法等也經(jīng)常應(yīng)用［３８］。一??種常用的阻抗測量電路如圖２－１所示。???＾Ｗｖ＾ｉ??信號源＠?廠電??■?＾?＾?＾?網(wǎng)???：：?Ｃ?路???？????Ｚ??圖２－１輸入阻抗測量電路圖??如上圖所示，頻率為〗？３０?ＭＨｚ的高頻信號在發(fā)生器中產(chǎn)生，高頻正弦電??壓信號的間隔為５００?ｋＨｚ，?Ｒ、Ｆ２的值用示波器量取。輸入阻抗為Ｚ，其表達(dá)??式為：??ｚ＝Ｒｌｆｊ＼?（２＇４）??通過大量實(shí)測數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論，低壓ＰＬＣ網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗受信號頻率、??負(fù)載阻抗等因素影響較大，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜托盘栞斎氲牡攸c(diǎn)及時間也會對其產(chǎn)生很??大影響。在理想情況下，其輸入阻抗應(yīng)該隨著頻率的減小而增大，此時把電力??線看作一條各項(xiàng)特性均勻分布的傳輸線。但實(shí)際應(yīng)用中，由于負(fù)載的接入，輸??入阻抗的變化并不符合這種變化規(guī)律。不僅如此，由于在不同的時間不同的位??置隨機(jī)負(fù)荷的存在

有很多分支路徑，導(dǎo)致信號在節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生反射，多徑傳播由此產(chǎn)生。??在多徑信道中傳輸?shù)男盘柕膫鬏敍r和時延關(guān)系密切，時延越長的信號傳輸效果??往往越差。圖２－２描繪了多徑信道。??？?Ｄ??？?？?？??Ａ?Ｃ?Ｂ??圖２－２多徑效應(yīng)不意圖??如圖所示，Ａ是發(fā)送端，Ｂ是接收端，Ｄ是傳輸線上的一個節(jié)點(diǎn)。Ａ－Ｃ－Ｂ、??Ａ－Ｃ－Ｄ＿Ｃ－Ｂ、Ａ－Ｃ－Ｄ－Ｃ－Ｄ－Ｃ－Ｂ等都是信號的傳輸路徑。信號的衰減受反射次數(shù)??影響，反射次數(shù)的增加，會加大信號的衰減。阻抗失配造成的電力線路上信號??反射、電力線路的多路分支導(dǎo)致的信號反射以及線路的不連續(xù)性等，都是多徑??效應(yīng)在低壓電力線信道中產(chǎn)生的主要原因。??信號的多徑傳輸呈現(xiàn)出兩種與之對應(yīng)的特性：頻率選擇性衰落特性和平坦??衰落特性［４３］。衰落現(xiàn)象指的是信號己經(jīng)有給定的頻率，但是它的強(qiáng)度會隨時間??發(fā)生改變的現(xiàn)象，產(chǎn)生這種衰落的大小和頻率的數(shù)值也有關(guān)，所以它被叫做頻??９??

聲包括有色背景噪聲（寬帶噪聲）和窄帶噪聲；脈沖噪聲包括異步于工頻的周期??脈沖噪聲、同步于工頻的周期脈沖噪聲和隨機(jī)脈沖噪聲［４６］。詳細(xì)的噪聲分類如??圖２－３所示。??同步工頻的周期??脈沖噪聲??｜有色背景噪聲＾??Ｚ?異步工頻的周期ｉ??！?：＋?＂?脈沖噪聲?｜??窄帶噪聲?「－??＼隨機(jī)脈沖噪聲??ｉ?丨?－?丨??背景噪聲?脈沖噪聲??低壓電力線通信信道噪聲ｉ??圖２－３低壓ＰＬＣ信道噪聲分類圖??（Ｉ）有色背景噪聲??在低壓ＰＬＣ信道帶寬內(nèi)有色背景噪聲都廣泛分布，它是由多個低功率的噪??聲源相互疊加累積而成。家用電器，包括白熾燈、電冰箱、電腦等是有色背景??噪聲的主要來源，它在高達(dá)３０?ＭＨｚ的頻率范圍內(nèi)能夠引起千擾［４７］。這一類噪??聲的功率譜密度值隨著頻率增加會減小，一般情況下分布在－１２０?ｄＢ到－】４０?ｄＢ??之間。有色背景噪聲是一個平穩(wěn)隨機(jī)過程，它在時域特點(diǎn)是波形幅度變化緩慢，??在［－１４５，－１１０］?ｄＢ之間其功率譜密度隨著頻率升高呈下降趨勢。??１０??
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本文編號：2849020