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电力线载波通信的研究与实现
资料介绍
随着全球网络化进程的加快,信息网络化、控制自动化,已成为各行业提高效率、实现现代化的紧迫要求,因而利用现有的电力网作为信道,实现数据传递和信息交换,具有十分广阔的应用前景。电力线载波通信技术采用电力线作为通信介质,具有充分利用现有资源,具有易施工、综合成本低、不受环境条件限制等优点,与其它通信方式比较有着特殊的优势。但电力线具有幅频特性变化剧烈、有效带宽窄、信道特性复杂的特点,需要采用具有较高综合特性的数字调制技术。这时,若采用扩频通信技术,则可以提高电力线载波通信的质量,带来直接而客观的社会经济效益。本科研项目便是基于这一出发点,开发能实现电力线上传输数据的电力线载波通信调制解调器。 扩频通信系统与常规的通信系统相比,具有很强的抗干扰能力,如抗人为干扰、抗窄带干扰、抗多径干扰等,并具有信息隐蔽、多址保密通信等特点。从50年代中期开始到现在,扩频技术迅速发展,并得到了越来越广泛的应用,在通信、数据传输、信息保密等众多方面显示了它极强的生命力。 本文首先对电力线信道特性进行了深入分析;接着为解决信号在电力线这样恶劣的通信环境中的传输问题,提出了采用直接序列扩频技术和2DPSK调制技术,详细介绍了它们的原理、实现方法及其作为电力线载波通信调制方案的可行性和优越性;随后主要对电力线载波通信调制解调器进行了内部模块的Matlab建模、仿真,对FPGA设计方法进行了相关的研究,编写各模块的VHDL代码,并在MODELSIM软件平台上对每一个模块和整个系统进行了相应的仿真、在ISE软件平台上进行了综合;最后设计了验证系统来验证上述基于FPGA的电力线载波调制解调器,并将验证系统应用于实际电力线上,对系统进行了调试和性能分析。调试结果说明,该系统性能优越、性价比高、抗干扰能力强,可用于通信可靠性要求较高的场合,如电网自动化、配网自动化以及自动抄表系统等。
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