【正文】 電力線信道本身的電氣特性是電力線載波通信研究工作的基礎(chǔ)，本文根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究者測(cè)得的電力線信道的數(shù)據(jù)，對(duì)電力線特性作了分析，并給出了電力線載波通信的信道模型。進(jìn)入載波中斷后，首先判斷載波收發(fā)控制位PLM_RS的狀態(tài)，如果PLM_RS=1則進(jìn)入載波發(fā)送程序。 使能載波通訊PLM_SSC()=1，此時(shí)INT2作為載波的同步通訊中斷，不能再作為外部中斷2。RC(Retransmission Count)：重傳計(jì)數(shù)器，占4bits。層次內(nèi)容應(yīng)用層APDUHMO網(wǎng)絡(luò)層NPDUHAPDU數(shù)據(jù)鏈路層FHNPDUFT物理層電力線，總控器、主控器、從控器等設(shè)備圖42 PLCLCP結(jié)構(gòu)圖PLCLCP共有四層，分別是物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，各層次具體內(nèi)容為： 物理層物理層位于該協(xié)議的最底層，為照明控制系統(tǒng)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信提供傳輸媒體及互聯(lián)設(shè)備，為數(shù)據(jù)傳輸提供可靠的環(huán)境。每層接口都定義了這一層必須向上一層提供的消息和服務(wù)。5%），CMPI出電壓值小于電壓基準(zhǔn)值，輸出高電平，為PFI（）自動(dòng)之1。8%電壓源基準(zhǔn)； ☆ 內(nèi)置串行程序存儲(chǔ)器編程接口，支持在系統(tǒng)編程（ISP）； ☆ 采用5V單電源供電； ☆ 內(nèi)置完善的電源電壓監(jiān)測(cè)電路； ☆ 溫度適用范圍（工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)） 40℃ +85℃； 、接收電路設(shè)計(jì) 具有直序擴(kuò)頻調(diào)制解調(diào)電路的PL2102模塊已集成在PL3106芯片內(nèi)部，載波通信模塊的載波外圍配置電路主要包括載波通信功率放大發(fā)送電路、濾波接收電路、陶瓷濾波電路和載波耦合電路。2) 主控站。兩種窄帶調(diào)制成本低，不能有效地抵抗窄帶噪聲。對(duì)于各種干擾信號(hào)，由于不具有PN碼的相關(guān)性，因此，在解擴(kuò)后的窄帶信號(hào)中其所占的比例很小，系統(tǒng)的信噪比很高，抗干擾的能力強(qiáng)。（1） 香農(nóng)公式 式中： C是信道容量(可用傳輸速率量度)； W是系統(tǒng)傳輸帶寬； S/N是系統(tǒng)的信噪比； 該公式表明，在高斯信道中，當(dāng)傳輸系統(tǒng)的信噪比S/N下降時(shí)，可以通過(guò)增加系統(tǒng)傳輸帶寬W的辦法來(lái)析持信道容量C不變。 通過(guò)以上對(duì)電力線信道特性的分析，可以看到建立一個(gè)通用精確模型來(lái)模擬所有低壓配電網(wǎng)通道情況是非常困難的，但是我們可以建立一個(gè)能反映通道基本特性的近似模型。脈沖的重復(fù)頻率依賴于電視機(jī)和顯示器的掃描頻率標(biāo)準(zhǔn)。隨機(jī)脈沖噪聲，出現(xiàn)的時(shí)間是任意的；其噪聲功率譜密度高，持續(xù)時(shí)間短，頻譜寬。多徑效應(yīng)(MultiPath)是電力線通信存在的干擾之一，如在圖2一1所示的電力線通信結(jié)構(gòu)模型中，1與2之間有兩條通路。同時(shí)，不同相位的耦合也會(huì)引起衰耗，跨相傳輸比同相傳輸衰耗大1OdB左右。截止到2005年5月底，由國(guó)電通信中心組織、中電飛華公司實(shí)施的北京電力線寬帶接入試驗(yàn)網(wǎng)已經(jīng)覆蓋居民小區(qū)500多個(gè)，接入樓宇4000棟，開(kāi)通用戶40000余戶，目前正以每月開(kāi)通3000多戶的速度推進(jìn)。HPA致力于創(chuàng)造共同的電力線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。該系統(tǒng)主要用于遠(yuǎn)程抄表和負(fù)荷管理。 1971年。擴(kuò)頻通信技術(shù)的理論基礎(chǔ)是香農(nóng)建立的關(guān)于通信系統(tǒng)效率的理論。本文系統(tǒng)的闡述了我國(guó)低壓電力線信道的噪聲狀況，目前常用的電力線載波調(diào)制技術(shù)，分析比較并選擇出合適我國(guó)低壓電力線的調(diào)制方式及相應(yīng)的載波芯片，針對(duì)選擇的芯片特性，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的外圍電路，包括發(fā)送、接收以及數(shù)據(jù)處理部分。傳統(tǒng)上講，電力線載波通信是利用高壓電力線（通常在電力載波領(lǐng)域，高壓電力線指的是35KV及以上電壓等級(jí)，中壓電力線指10KV電壓等級(jí)，低壓配電線指380/220V用戶線）作為信息傳輸媒介進(jìn)行語(yǔ)音或數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N特殊通信方式，廣泛運(yùn)用于電力管理系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、智能化小區(qū)等領(lǐng)域。電力線載波通信是電力系統(tǒng)特有的一種通信方式，它利用電力線作為傳輸載體，以變電站為終端，通過(guò)載波方式將模擬或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行高速傳輸，具有信息傳輸可靠、可同時(shí)復(fù)用等特點(diǎn)。 and then, in view of the system exposed in the experiment to give a simple analysis of the issue and put forward solutions. KEY WORDS：power line carrier, PL3106, direct sequence spread spectrum technology 前 言電力線載波通信，簡(jiǎn)稱PLC（Power Line Communication），是以電力網(wǎng)作為通信信道進(jìn)行載波通信的一種有線通信方式。例如，利用已有電力線網(wǎng)絡(luò)，可以在醫(yī)院或家庭建立起醫(yī)療監(jiān)測(cè)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)重癥監(jiān)護(hù)功能，病人的血壓、心率、癥狀等信息可以在家里通過(guò)電力線監(jiān)測(cè)網(wǎng)傳送至小區(qū)控制中心，再通過(guò)公共電話網(wǎng)或Internet傳送到較大的醫(yī)療單位進(jìn)行分析、處理和監(jiān)護(hù)。數(shù)字系統(tǒng)傳遞信號(hào)的離散脈沖，接收端要求正確判斷發(fā)送的是哪一種離散狀態(tài)，只要脈沖波形的失真不足以引起錯(cuò)誤判斷就不會(huì)影響通信質(zhì)量。OFDM并不是如今發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，OFDM技術(shù)的應(yīng)用己有近40年的歷史，主要用于軍用的無(wú)線高頻通信系統(tǒng)。RCS系統(tǒng)最早應(yīng)用實(shí)例是Simens公司在1930年在德國(guó)波茨坦建立的Telenerg工程。1997年這兩家公司生成解決了電力線噪聲等問(wèn)題，取得了電力線載波技術(shù)的重大突破，利用新開(kāi)發(fā)的數(shù)字電力線載波技術(shù)DPL（Digital Power Line）實(shí)現(xiàn)了在低壓配電網(wǎng)上進(jìn)行1Mbps的遠(yuǎn)程通信。 電力線載波通信技術(shù)的國(guó)內(nèi)應(yīng)用狀況 我國(guó)研究PLC技術(shù)起步較晚，但發(fā)展速度較快。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上負(fù)荷很重時(shí)，線路阻抗可達(dá)到1歐姆以下，造成載波信號(hào)的高衰耗。為了解釋這一問(wèn)題，可以將電力線看成是一根連接有各種復(fù)雜負(fù)載的傳輸線，這些負(fù)載以及電力線本身組合成許多共振電路，在共振頻率及其附近頻率上形成低阻抗區(qū)。這種電動(dòng)機(jī)可以在許多家庭用具，如電鉆、攪拌器、電吹風(fēng)里找到，問(wèn)題十分嚴(yán)重。一般由工作在電網(wǎng)頻率的開(kāi)關(guān)器件造成，例如開(kāi)關(guān)電源、電壓觸發(fā)的晶閘管整流器都是產(chǎn)生諧波噪聲的主要根源。噪聲既可在時(shí)域中合成，也可先在頻域中合成，再通過(guò)反快速傅立葉變換(IFFT)得到。在這一模型中，信道的沖擊響應(yīng)為 式中τi表示信道延時(shí)，Kt表示信道信號(hào)幅度的衰減。3)跳時(shí)方式(TH) 該方式的工作特點(diǎn)在于，發(fā)射端將信息數(shù)據(jù)送入受偽隨機(jī)編碼控制的脈沖發(fā)射機(jī)，再由該發(fā)射機(jī)發(fā)射出攜帶信息數(shù)據(jù)的偽隨機(jī)間隔射頻信號(hào)。6)可承擔(dān)多種通信業(yè)務(wù) 擴(kuò)頻通信一般都采用數(shù)字通信、碼分多址技術(shù)，因此適用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)和圖像傳輸?shù)?。，一定要考慮在加入線路噪聲的環(huán)境下，即在一定的信噪比下進(jìn)行傳輸誤碼性能的測(cè)試。 電力線載波通信芯片的選擇電力線載波芯片是電力線通信系統(tǒng)的核心，世界上已有多個(gè)國(guó)家的多家公司推出了自己的芯片。接收信號(hào)經(jīng)過(guò)電位C4后引入到芯片內(nèi)部進(jìn)行混頻處理，177。 通信協(xié)議設(shè)計(jì)通信協(xié)議是設(shè)備之間進(jìn)行互相通信的語(yǔ)言和規(guī)范，軟件的開(kāi)發(fā)需要在通信協(xié)議的基礎(chǔ)上進(jìn)行。目前，Echelon公司已研制開(kāi)發(fā)出基于該技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)頻通信（SSC）芯片（10kbps）。(2) 重傳服務(wù)：PLCLCP協(xié)議規(guī)定了兩種類型的數(shù)據(jù)幀：命令幀和應(yīng)答幀。 PL3106載波通信軟件設(shè)計(jì) 載波通信模塊使能PL3106內(nèi)部集成了PL2102電力載波通訊模塊，該模塊是專為電力線通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的半雙工異步調(diào)制解調(diào)器。 EXT_CFG(D8H)外部配置寄存器Read/WriteBIT7BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BIT0ADCPWMLE/CDIRACQIR38KPLM_SSCReset0000000 注解：PLM_SSC = 1 載波通訊功能使能； PLM_SSC = 0 載波通訊功能關(guān)閉； 其他位不用于載波通訊使能控制。地址相同的節(jié)點(diǎn)對(duì)符合通信協(xié)議的數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)答，轉(zhuǎn)入發(fā)送態(tài)。，通信距離比較近，并且沒(méi)有在用電高峰期進(jìn)行測(cè)試，在高噪聲的情況下通信距離相應(yīng)會(huì)減少，這就需要考慮采用中繼器或者其他方式延長(zhǎng)信號(hào)傳輸距離。載波通信控制單元解擴(kuò)出一位數(shù)據(jù)后產(chǎn)生一次中斷，接收時(shí)首先采用16位接收窗口、1位滑動(dòng)方式來(lái)接收通信的同步幀頭09AF，幀頭接收成功后，后續(xù)數(shù)據(jù)安每8為一個(gè)字節(jié)的方式進(jìn)行截取，得到傳送的有效數(shù)據(jù)。在由發(fā)送態(tài)轉(zhuǎn)到接收狀態(tài)時(shí)，該計(jì)數(shù)器停止工作，直到再次進(jìn)入發(fā)送態(tài)。占一個(gè)字節(jié)，（1）校時(shí)控制碼為11H，(2)組控控制碼為22H，(3)總控器發(fā)出的單控控制碼44H，(4)主控器發(fā)出的單控控制碼為88H，(5)總控器發(fā)出的但等查詢控制碼為99H，(6)主控器發(fā)出的單燈查詢控制碼為AAH；DATA：數(shù)據(jù)信息，所占字節(jié)根據(jù)控制碼的不同而改變：（1）如果是校時(shí)控制碼，DATA內(nèi)容為妙、分、時(shí)、日、月、年、周，占七字節(jié)，其中周日—周六對(duì)應(yīng)06；（2）如果是主控的控制碼，DATA占一個(gè)字節(jié)，數(shù)值為00FFH，00H對(duì)應(yīng)燈具關(guān)，F(xiàn)FH對(duì)應(yīng)燈具開(kāi)，01FEH備用，可用于調(diào)整燈光亮度；(3)如果是總控器發(fā)出的單控控制碼，DATA占三個(gè)字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)數(shù)值為00FFH，00H對(duì)應(yīng)燈具關(guān)，F(xiàn)FH對(duì)應(yīng)燈具開(kāi)，01FEH備用，第二和第三個(gè)字節(jié)為某分控器下燈地址的后兩個(gè)字節(jié)YYYZ(YYY范圍：001FFEH，Z為0，1，2)，例如某燈地址為020042H，則YYYZ為0042H；（4）如果是主控器發(fā)出的單控控制碼，DATA占一個(gè)字節(jié)，數(shù)值為00FFH，00H對(duì)應(yīng)燈具關(guān)，F(xiàn)FH對(duì)應(yīng)燈具開(kāi)，01FEH備用；（5）如果是總控器發(fā)出的單燈查詢控制碼，DATA占兩個(gè)字節(jié)，為某從控站下燈地址的后兩個(gè)字節(jié)YYYZ(YYY范圍：001—FFEH，Z為0，1，2)；(6)如果是主控器發(fā)出的單燈查詢控制碼，數(shù)據(jù)幀不包含DATA部分；CCC(Command Code Copy)：控制碼的復(fù)制，用于應(yīng)答幀，與命令幀的控制碼相對(duì)應(yīng)。 網(wǎng)絡(luò)層 PLCLCP協(xié)議中網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)的功能為地址控制和重傳控制。就調(diào)制方式而言，由于過(guò)零點(diǎn)通常含最少量的噪聲和干擾，它使用過(guò)零調(diào)制技術(shù)，調(diào)制方式為幅值調(diào)制（AM：Amplitude Modulation），為減少誤碼，它需要兩個(gè)過(guò)零點(diǎn)來(lái)傳送一個(gè)“0”或“1”信息，因此，其主要缺點(diǎn)在于通信速率太低和容量太小，難以適應(yīng)現(xiàn)代高速率、大容量通信的要求。在這樣的系統(tǒng)工程中，模塊化的設(shè)計(jì)思想能大大提高代碼的復(fù)用程度和簡(jiǎn)化后期的測(cè)試工作。根據(jù)并聯(lián)諧振公式以f=120KHz，選擇電容為C5=，可以選擇合適的電感值，L1=。如果將總控器、主控器和從控器看做系統(tǒng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。，制定對(duì)外干擾的標(biāo)準(zhǔn)。5)現(xiàn)碼分多址 擴(kuò)頒通信采用PN碼調(diào)制的方法盡可能的擴(kuò)展了信息數(shù)據(jù)的頻帶，使得通信抗干擾能力大大增強(qiáng)，但是由于采用很寬的頻帶傳送很窄的數(shù)據(jù)信息，則必然導(dǎo)致頻帶利用率降低，因此必須實(shí)現(xiàn)多用戶共用同一頻帶。2)跳頻方式(FH) 跳頻方式與直序擴(kuò)頻方式的不同之處在于，直序擴(kuò)頻方式的發(fā)射載波頻率是一定的，而跳頻方式的載波頻率受PN碼發(fā)生器控制，在相當(dāng)帶寬的頻帶內(nèi)，隨機(jī)跳變，從而實(shí)現(xiàn)基帶信號(hào)帶寬B1到發(fā)射信號(hào)帶寬B2的頻譜擴(kuò)展。由于L，C與頻率的相關(guān)性不大，所以特征阻抗ZL和傳輸常數(shù)γ可以用下面的方法近似： 簡(jiǎn)化電纜參數(shù)可以得出 傳輸常數(shù)的實(shí)部a表示電力線衰減系數(shù)，它隨f的增加而增加。幅值A(chǔ)i(t)在時(shí)間上既可以是常數(shù)，也可以是對(duì)AM廣播信號(hào)更好近似的調(diào)制幅值。l 脈沖噪聲的主要頻率一般為電力系統(tǒng)頻率的2倍。該噪聲時(shí)時(shí)存在，因其頻譜占據(jù)了整個(gè)通信帶寬，擴(kuò)展信號(hào)頻譜不能提供任何增益，擴(kuò)頻通信技術(shù)對(duì)其幾乎沒(méi)有作用。電力線上的輸入阻抗與所傳輸?shù)男盘?hào)頻率密切相關(guān)。信號(hào)的衰耗主要決定于經(jīng)由的路徑和網(wǎng)絡(luò)上所連接的負(fù)載。PLC Forum 不制定標(biāo)準(zhǔn)，但致力于將會(huì)員的提議提交給該國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織，并通過(guò)努力，使其成為標(biāo)準(zhǔn)。隨著Internet的發(fā)展，應(yīng)用電力線分布網(wǎng)和戶內(nèi)電網(wǎng)的寬帶接入技術(shù)在上世紀(jì)90年代開(kāi)始興起。在開(kāi)始階段，采用調(diào)幅調(diào)制方式，只用于傳輸語(yǔ)音信號(hào)，后來(lái)實(shí)現(xiàn)了遙測(cè)和遙控。擴(kuò)頻技術(shù)由于擴(kuò)頻技術(shù)本身要求頻帶寬度是信號(hào)帶寬的100倍一1000倍，而PLC系統(tǒng)的帶寬一般為90KHz—125KHz(歐洲)或100kHz一400kHZ(美國(guó))，所以在采用擴(kuò)頻技術(shù)后可獲得較好的抗干擾特性，并在不少領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。模擬系統(tǒng)通過(guò)信道的信號(hào)頻譜比較窄，信道的利用率高，但是其抗干擾能力差，不易大規(guī)模集成化。相對(duì)于國(guó)外PLC技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)在低壓電力載波數(shù)據(jù)通信方面尚處于起步階段，主要停留在自動(dòng)抄表、樓宇保安和部分過(guò)程控制領(lǐng)域。 then detailed the system architecture and main modules of the software and hardware to achieve, including hardware design, including power line carrier PL3106 chip peripherals for receiving, sending circuit design, and system power supply part。目前，電力線載波技術(shù)主要用于35KV及以上高壓線路上，載波帶寬為40一500KHZ，傳送的信息包括數(shù)據(jù)、保護(hù)、遠(yuǎn)動(dòng)、文字、語(yǔ)音及圖像等。再比如，葛楠177。并完成論文。信道容量定義如下：式中，C為信道容量(bit/s)；B為帶寬(Hz)；N為噪聲功率(W)；S為信號(hào)功率(W)。1980年，從而保證了OFDM克服ICI的問(wèn)題。他們的載波頻率范圍是10~100KHz，因此，所需的信號(hào)傳輸功率也比