電力線多載波通信原型系統(tǒng)設計.pdf

1、電力線多載波通信（PLC）利用已有配電網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸，具有施工成本低，建設周期短等優(yōu)點。近年來正交頻分復用（OFDM）技術在PLC中的應用已成為研究熱點，并被多種PLC國際標準組織所采納。融合了前向糾錯碼技術、OFDM技術和模擬前端的G3-PLC標準是專為智能電網(wǎng)通信設計的PLC開放標準。本文在OFDM算法研究、前向糾錯碼和模擬前端技術實現(xiàn)的基礎上，設計了一種基于G3-PLC標準的電力線多載波通信原型系統(tǒng)。
　　本文的主要工作如下

2、：
　　1.研究了OFDM算法。OFDM作為G3-PLC標準核心技術，能夠很好地解決電力線信道中多徑時延和頻率選擇性衰弱的問題。根據(jù)OFDM和循環(huán)前綴的解析式，描述了各自的作用和特點。對OFDM在PLC中的優(yōu)缺點進行了歸納。搭建了PLC原型系統(tǒng)總體架構。
　　2.完成了PLC原型系統(tǒng)物理層的FPGA代碼設計，給出了前向糾錯碼和OFDM調制的具體代碼實現(xiàn)方案。對發(fā)送和接收中編碼/解碼，調制/解調對應模塊進行仿真、調試，記錄數(shù)據(jù)

3、。將記錄的數(shù)據(jù)值對比，驗證了FPGA代碼正確完成了數(shù)據(jù)的編碼和調制功能。對基于本地序列的定時同步算法與基于循環(huán)訓練序列的信道估計算法提出了改進方案，并對方案實現(xiàn)進行了仿真、驗證。
　　3.完成了PLC原型系統(tǒng)模擬前端設計。采用DAC121S101完成DA轉換，OPA564增強發(fā)射信號驅動能力，PGA112對接收到的電力線衰弱信號進行程控放大處理。完成各模塊原理圖與PCB設計、硬件電路焊接與調試。
　　4.完成PLC原型系統(tǒng)測

4、試。用MATLAB對OFDM調制發(fā)射模塊進行定點化仿真，與ChipScope邏輯分析波形對比，驗證了FPGA代碼輸出正確性。FPGA接收端使用二次相關峰值對同步模塊進行檢測。對模擬前端各單元進行仿真，讀取每個單元輸入輸出值的變化，驗證了模擬前端設計達到功能驗證設計要求。給出UART和SPI接口實現(xiàn)方案，實現(xiàn)PLC原型系統(tǒng)與外部設備的正常通信。
　　本文完成了基于G3標準的PLC原型系統(tǒng)設計和調試，為下一步集成電路的設計做好了技術準