電力線數傳通訊裝置的設計論文

　　在變化磁場產生的有旋電場中，電力線環形閉合，圍繞著變化磁場。電力線描繪了電場的走向和空間分佈，電力線的疏密反映了各處電場的強弱，電力線還有助於瞭解電場的性質***如是否有源，是否有旋***。但是，分立的曲線、粗略的疏密不能準確地反映電場的連續分佈和各處的強弱，電力線只是近似的圖示。與電力線根數對應的嚴格的物理量是電通量。以下是今天小編為大家精心準備的：電力線數傳通訊裝置的設計相關論文。內容僅供參考閱讀!

　　電力線數傳通訊裝置的設計全文如下：
 

　　引 言

　　隨著社會的進步和技術的發展，多媒體業務不斷增長，人們對網路頻寬的要求也隨之增長。

　　通訊網正向著IP化、寬頻化方向發展。通訊網由傳輸網、交換網和接入網三部分組成。目前，我國傳輸網已經基本實現數字化和光纖化;交換網也實現了程控化和數字化;而接入網仍然是通過雙絞線與局端相連，只能達到56 kb/s的傳輸速率，不能滿足人們對多媒體資訊的迫切需求。對接入網進行大規模改造，以升級到FTTC***光纖到路邊***甚至FTTH***光纖到戶***，需要高昂的成本，短期內難以實現。XDSL技術實現了電話線上資料的高速傳輸，但是大多數家庭電話線路不多，限制了可連線上網的電腦數，而且在各房間鋪設傳輸電纜極為不便。最為經濟有效而且方便的基礎裝置就是電源線，把電源線作為傳輸介質，在家庭內部不必進行新的線路施工，成本低。電力線作為通訊通道，幾乎不需要維護或維護量極小，而且可以靈活地實現即插即用。此外，由於不必交電話費，月租費便宜。

　　電力線高速資料傳輸使電力線做為通訊媒介已成為可能。鋪設有電力線的地方，通過電力線路傳輸各種網際網路的資料，就可以實現資料通訊，連成區域網或接入網際網路。通過電源線路傳輸各種網際網路資料，可以大大推進網際網路的普及。此項技術還可以使家用電腦及電器結合為可以互相溝通的網路，形成新型的智慧化家電網，使用者在任何地方通過Internet實現家用電器的監控和管理;可以直接實現電力抄表及電網自動化中遙信、遙測、遙控、遙調的各項功能，而不必另外鋪設通訊通道。因此，研究電力

　　線通訊是十分必要的。

　　1 OFDM基本原理

　　正交頻分複用OFDM***Orthogonal Frequency Division Multiplexing***是一種正交多載波調製MCM方式。在傳統的數字通訊系統中，符號序列調製在一個載波上進行序列傳輸，每個符號的頻率可以佔有通道的全部可用頻寬。OFDM是一種並行資料傳輸系統，採用頻率上等間隔的N個子載波構成。它們分別調製一路獨立的資料資訊，調製之後N個子載波的訊號相加同時傳送。因此，每個符號的頻譜只佔用通道全部頻寬的一部分。在OFDM系統中，通過選擇載波間隔，使這些子載波在整個符號週期上保持頻譜的正交特性，各子載波上的訊號在頻譜上互相重疊，而接收端利用載波之間的正交特性，可以無失真地恢復傳送資訊，從而提高系統的頻譜利用率。圖1給出了正交頻分複用OFDM的基本原理。考慮一個週期內傳送的符號序列***do，d1，…，dn-1***每個符號di是經過基帶調製後覆信號di=ai+jbi，序列符號序列的間隔為△t=l/fs，其中fs是系統的符號傳輸速率。串並轉換之後，它們分別調製N個子載波***fo，f1，…，fn-1***，這N個子載波頻分複用整個通道頻寬，相鄰子載波之間的頻率間隔為1/T，符號週期T從△t增加到N△t。合成的傳輸訊號D***t***可以用其低通復包絡D***t***表示。

　　其中ωi=-2π·△f·i，△f=1/T=1/N△t。在符號週期[O，T]內，傳輸的訊號為D***t***=Re{D***t***exp***j2πfot***}，0≤t≤T。

　　若以符號傳輸速率fs為取樣速率對D***t***進行取樣，在一個週期之內，共有N個取樣值。令t=m△t，取樣序列D***m***可以用符號序列***do，d1，…，dn-1***的離散付氏逆變換表示。即

　　因此，OFDM系統的調製和解調過程等效於離散付氏逆變換和離散付氏變換處理。其核心技術是離散付氏變換，若採用數字訊號處理***DSP***技術和FFT快速演算法，無需束狀濾波器組，實現比較簡單。

　　2 電力線數傳裝置硬體構成

　　電力線資料傳輸裝置的硬體框圖如圖2所示。

　　2. 1 數字訊號處理單元TMS320VC5402

　　用數字訊號處理的手段實現MODEM需要極高的運算能力和極高的運算速度，在高速DSP出現之前，數字訊號處理只能採用普通的微處理器。由於速度的限制，所實現的MODEM最高速度一般在2400b/s。自20世紀70年代末，Intel公司推出第一代DSP晶片Intel 2920以來，近20年來湧現出一大批高速DSP晶片，從而使話帶高速DSP MCODEM的實現成為可能。

　　TMS320系列價效比高，國內現有開發手段齊全，自TI公司20世紀80年代初第一代產品TMS32010問世以來，正以每2年更新一代的速度，相繼推出TMS32020、TMS320C25、TMS320C30、TMS320C40以及第五代產品TMS320C54X。

　　根據OFDM調變解調器實現所需要的訊號處理能力，本文選擇以TMS320VC5402作為資料泵完成FFT等各種演算法，充分利用其軟體、硬體資源，實現具有高性價比的OFDM高速電力線數傳裝置。

　　TMS320C54X是TI公司針對通訊應用推出的中高檔16位定點DSP系列器件。該系列器件功能強大、靈活，較之前幾代DSP，具有以下突出優點：

　　◇速度更快***40～100 MIPS***;

　　◇指令集更為豐富;

　　◇更多的定址方式選擇;

　　◇2個40位的累加器;

　　◇硬體堆疊指標;

　　◇支援塊重複和環型緩衝區管理。

　　2. 2高頻訊號處理單元

　　主要實現對高頻訊號的放大、高頻開關和線路濾波等功能，並最終經小型加工結合裝置送往配電線路。訊號的放大包括髮送方向的可控增益放大***前向功率控制***，接收方向AGC的低噪聲放大部分。其中高頻開關完成收發高頻訊號的轉換，實現雙工通訊。同時使收發共用一個線路濾波器，這樣可以節省系統成本。