【正文】 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生活水平的日益提高，人們對家庭環(huán)境的要求越來越高。文章首先對該項技術(shù)在國內(nèi)外的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了回顧，介紹了我國PLC方面的主要工作成果和國內(nèi)外PLC關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展情況(包括信道模型、噪聲特性、信道容量、調(diào)制技術(shù)及MAC層 協(xié)議等)、標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)展情況以及尚存在的主要問題。電力線網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積之大，是別的網(wǎng)絡(luò)無法比擬的。電力線通信存在很大的困難。但由于窄帶調(diào)制技術(shù)頻帶利用率極低，因此在有限的帶寬內(nèi)只能實現(xiàn)低速的數(shù)據(jù)傳輸，而目_僅限于適應(yīng)經(jīng)過特殊改造的高壓線路。第1代:2001年底以前，采用FSK ,GM SIB ,DSSS或DM T技術(shù)，傳輸速率為1~4Mbit/s主要目標(biāo)是驗證了電力線高速數(shù)據(jù)通信技術(shù)應(yīng)用的可行性。目前，東京電力、新加坡電力、香港中華電力等均建立了一定規(guī)模的試驗網(wǎng)絡(luò)。 總體而言，PLC的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)正在制定中，目前還沒有形成相應(yīng)的具有法律約束力的規(guī)范。第二章 PLC的關(guān)鍵技術(shù)、噪聲特性以及信道容量 研究電力線網(wǎng)絡(luò)信道模型，通常使用多徑傳輸模型和傳輸矩陣模型2種方法。典型的異步脈沖噪聲是由電網(wǎng)上的開關(guān)事件引起的。由于OFDM能夠有效消除多徑干擾、脈沖干擾，以及具有較高的帶寬利用率，因此在PLC系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，并且逐漸成為PLC的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制技術(shù)。在PLC中應(yīng)用的MAC協(xié)議，必須能夠滿足提供不同服務(wù)的要求。(2)CAM/CA (載波偵聽腫突避免)。我國科技工作者在中國低壓配電網(wǎng)高頻信號傳播特性、電力線高速數(shù)據(jù)通信機(jī)理、應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)等方面進(jìn)行了大量的研究工作[1013]，主要包括以下幾方面。 (8) 開展了PLC相關(guān)應(yīng)用的研究，開發(fā)了基于PLC的寬帶抄表系統(tǒng)、智能家居系統(tǒng)、ADSL、無線局域網(wǎng)、電話線與PLC 相混合的應(yīng)用系統(tǒng)等。國電通信中心成立了PLC領(lǐng)導(dǎo)小組，下設(shè)PLC推進(jìn)辦公室，確立了推動電力線通信技術(shù)研究、試驗及推廣應(yīng)用的模式和總體安排，引進(jìn)了國內(nèi)外多家企業(yè)的產(chǎn)品在北京進(jìn)行實驗。現(xiàn)有的CCC標(biāo)準(zhǔn)，沒有對電源端子和電信網(wǎng)絡(luò)端口共用的情況進(jìn)行專門的考慮，也沒有涉及傳輸性能、網(wǎng)絡(luò)性能等方而的規(guī)定，因此存在局限性。對于未來用戶需求的實時性更強(qiáng)的業(yè)務(wù)(如VoIP)，則目前的PLC系統(tǒng)需要完善，同時PLC寬帶接入系統(tǒng)也會逐漸從目前的第2代過渡到具有完整QoS保障機(jī)制、強(qiáng)大網(wǎng)絡(luò)管理的第3代產(chǎn)品。 (2)研制具有完善QoS保障機(jī)制和帶寬分配機(jī)制的PLC系統(tǒng)。④非同步周期噪聲，如電視的行掃描頻率對電網(wǎng)的干擾。 (2)導(dǎo)線的特性阻抗，導(dǎo)線可以看作電阻和電感的串聯(lián)，不同導(dǎo)線的特性阻抗相差70~100 。1與2之間有142,1562兩條通路。如1,7之間可直接通信，而1,2之間的通信則需通過4實現(xiàn)。(ASK,FSK,PSK) 隨著數(shù)字通信技術(shù)的完善和發(fā)展，出現(xiàn)了窄帶ASK,FSK和PSK電力線通訊系統(tǒng)。 擴(kuò)頻通信技術(shù)的理論基礎(chǔ)是香農(nóng)建立的關(guān)于通訊系統(tǒng)效率的理論。利用擴(kuò)頻技術(shù)傳送數(shù)據(jù)，可以在信噪比很低的情況下進(jìn)行無差錯數(shù)據(jù)通信。該系統(tǒng)還擁有高級自動網(wǎng)絡(luò)功能。對于一個快速的、實用的可靠的電力線通訊系統(tǒng)來說，快速同步是必須的。在發(fā)送端，OFDM在一個碼元周期內(nèi)的輸出信號y(n)可表示為:(1)式中:n= 0, 1，...，N 1 。對于傳統(tǒng)的OFDM多載波調(diào)制方案，圖2中的濾波器是由離散的余弦函數(shù)組成。 。 低壓電力線通道模型可表示為一個多徑模型。，所有子通道平均ISI和ICI標(biāo)準(zhǔn)功率累加的比較。感謝各位專家和評委耐心審閱我的論文。參 考 文 獻(xiàn):[1] NOB. WEB DPL Ltd Power line line (DpL) 1000 product set [DB/OL] . nor webdpl .[2] Proceedings of the 1th9th lntemational Sympositum on Power Line Communications and Its Applications[ DB/OL]. . ulie /~isplc。 系統(tǒng)結(jié)果根據(jù)某實際低壓電力線上的測量結(jié)果，式(10)所示二徑通道模型中的超量延遲約1，假設(shè)需要在通道上傳輸2 MHz帶寬的信號，最低采樣率為4 MHz，則標(biāo)么化的超量延遲為。（8）因此，用正交小波濾波器組表示的多載波傳輸系統(tǒng)與圖2所示的結(jié)構(gòu)相似，不同之處是，要用式(6)所示的各子通道的增采樣系數(shù)(或減采樣系數(shù))和式(7)所示的通道濾波器組代替圖2中的相應(yīng)項。因此，在多載波系統(tǒng)的發(fā)送端，各子載波信號的合成相當(dāng)于小波的重構(gòu)。 同樣地，在接收端對接收信號:r(n}的FFT也可看成是:r(n}先分別與對應(yīng)于不同子通道的長度為N的濾波器進(jìn)行卷積，再進(jìn)行系數(shù)為N的減采樣( down sampling)。電力線通信方法性能的比較如表1所示。SSC P200/ P300使用ASK方式發(fā)送同步碼，PSK方式發(fā)送通信內(nèi)容，有16bit的循環(huán)校驗碼。(4)寬帶線性調(diào)頻(Chirp M adulation)工作方式。 N為噪聲功率，W。 National Semiconductor的ICSS 1001~1003系列芯片采用一種自適應(yīng)FSK方案，其特點是根據(jù)噪聲和干擾的變化，在4組頻率中選擇最佳的1組頻率進(jìn)行通信，除此之外該系統(tǒng)采用自動增益控制方案，根據(jù)干擾和信號的強(qiáng)弱，自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的增益。模擬系統(tǒng)傳送的信號是一個模擬的波形，它要求接收機(jī)能夠高保真地重現(xiàn)波形信號。圖中1,7為A相上的信號發(fā)射機(jī)(接收機(jī))，2, 8為B相上的信號發(fā)射機(jī)(接收機(jī))，3, 9為C相上的信號發(fā)射機(jī)(接收機(jī))。(2)信號頻率不同，衰減幅度也不同。在市場上所有的已經(jīng)實現(xiàn)的電力線通訊系統(tǒng)中，都采用了上述的一種或多種措施。第三章 供電網(wǎng)通訊系統(tǒng)模型3. 1噪聲和干擾低壓電力線網(wǎng)絡(luò)中，各式各樣的家用電器和辦公設(shè)備產(chǎn)生的噪聲和干擾嚴(yán)重污染著電力線通信環(huán)境。 (4)中壓線路的高頻信道特性及通信機(jī)理研究還不充分。 大量的試驗證明，目前國內(nèi)使用的主流PLC寬帶接入系統(tǒng)(第2代產(chǎn)品)，在傳輸速率、數(shù)據(jù)吞吐量、丟包率、響應(yīng)速度、接入穩(wěn)定性等方面，已經(jīng)能夠滿足用戶對Internet高速接入的要求。到2005年7月為止，由國電通信中心組織、中電飛華公司實施的北京電力線寬帶接入試驗網(wǎng)接入用戶超過30萬戶，開通用戶37 000余戶，接通率超過11%，建立了北京城域數(shù)據(jù)網(wǎng)、電力線寬帶接入網(wǎng)絡(luò)管理中心和計費系統(tǒng)。參照國際和國家標(biāo)準(zhǔn)，制定了測試方法和測試大綱，分別在國家權(quán)威檢測實驗室和現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行了電磁騷擾和電氣性能測試。 (4) 根據(jù)應(yīng)用的實際提出了電感藕合和電容藕合相結(jié)合的藕合技術(shù)，擴(kuò)展了應(yīng)用范圍，增強(qiáng)了不同應(yīng)用場合的適應(yīng)性，極大地方便了施工，加快了PLC的應(yīng)用步伐。第三章 我國低壓供電網(wǎng)數(shù)據(jù)通信技術(shù)的研究及應(yīng)用 基本情況國外在電力線載波通信技術(shù)方面的進(jìn)展，特別是英國試驗的成功引起了國家電網(wǎng)公司的高度重視和科研單位的密切關(guān)注。(4)需要QoS保障的數(shù)據(jù)傳輸(如VBR,可變速率傳輸)。通過軟件編程，OFDM可以有選擇地屏蔽某些子載波，實現(xiàn)對民用或軍用重要頻點的保護(hù)。電力線的信道容量主要利用信道傳播模型、噪聲模型以及“注水”理論進(jìn)行計算。 除了因線路衰減和多路傳輸所造成的信號失真外，噪聲是影響電力線數(shù)據(jù)可靠通信的最關(guān)鍵因素。電力線高速數(shù)據(jù)通信技術(shù)具有3個明顯的發(fā)展趨勢。在產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范方面，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化組織ETSI從2002年開始陸續(xù)公開了2個PLC技術(shù)規(guī)范(TS 101 896,TS 101 867)和5個技術(shù)報告(TR 102 049 ,TR 102 175 ,TR 102 258 ,TR102 259,TR 102 324)。美國、歐洲等國也出臺相應(yīng)政策或措施推動PLC的發(fā)展，許多大的電力企業(yè)也積極進(jìn)行中壓及低壓PLC的試驗。 電力線高速數(shù)據(jù)通信技術(shù)在英國試驗成功以后，許多國家的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)相繼開展了這方面的研究和開發(fā)[25]，如美國的Inari和Intellon公司、西班牙的DS2公司、以色列的Yitran公司、韓國的Xe line公司、瑞士的ASCOM公司，以及歐美、亞洲的一些大學(xué)院