低压电力载波通信技术研讨.ppt

主讲：吴丽文
低压电力载波通信技术
研讨
目 录
集抄系统架构
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低压电力线载波技术特点和解决方法
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研讨背景
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国内主流载波限制用很长的扩频码进行扩频明显也是不现实的。再者电力线主要的作用是用于能量传输的，并不是一个良好的通信介质，其带宽也是有限的，这就限制了扩频调制只能是窄带扩频。通过目前所知道，国内从事载波通信技术的厂家里中，最高采用的扩频码只为63位，那么通过扩频的方式，其可以获得的窄带扩频增益大约在18db。可是根据我国低压载波现场不完全测试结果，我们需要的增益约在60db以上！所以通过扩频技术所贡献的这部份增益还不足以满足我国低压通信的全部需求！更何况这个数据还不包括低压电网的强干扰影响！
解决方法
三、低压电力线载波技术特点和解决方法
超窄带通信： 在上个世纪末，超窄带通信技术就已经传到我国。它以超窄带（）、低速率、低功耗（）、强穿透、长距离、体积小而著称。但由于通信速率太慢，国内基本没有使用。
多载波调制： 多载波调制就是为了应对低压电网恶劣的干扰环境而应用的！目前国内深圳清华力合微电子生产的LME2200芯片与以色列itrar公司的it800d都是采用这种调制方式。但它的指导思想只是为了避开窄带干扰，而无法应对广谱干扰！而且这种调制方式的缺点是使用频带宽度比较宽，可能从60KHZ到120KHZ之间，在全部可使用带宽只有400－450KHZ的低压载波频段，如果带外抑制措施不到位，很容易形成不堪接受的杂散辐射！
自适应跳频技术： 这种技术应用于扩频就是为了提高频率利用效率。每次发射采用能够避开干扰频率的某一个频道。目前echelon公司就是采用这种调制方式。但这种调制方式与扩频调制方式一样，能够获得的扩频增益依然不足以应对我国低压电网的剧烈衰减，同时由于跳频机制造成点对点之间如何同步进行调频在电网这种非可靠信道尚很难解决。
解决方法
三、低压电力线载波技术特点和解决方法
正交频分复用（OFDM）技术： 也就是直角频率多路传输分割复用技术。这种技术将无线通信传输信号分割成了多个副载波进行传输，而每个副载波由于仅仅携带了很小一部分的数据负载，这样的话OFDM技术就能利用更长的符号周期，从而使通信传输信号更不容易受到多径传输的干扰或者其他外界的特殊干扰。当然，OFDM技术除了通过分割载波的方法来增强通信的抗干扰外，它还通过提高载波频谱利用率的方法来提高通信的稳定性。这种技术通过对多载波的调制改进，让各子载波相互正交，于是扩频调制后的频谱可以相互重叠，从而减小了子载波间的相互干扰。在对每个载波完成调制以后，为了增加数据的吞吐量，提高数据传输的速度，它又采用了一种叫作HomePlug的处理技术，来对所有将要被发送数据信号位的载波进行合并处理，把众多的单个信号合并成一个独立的传输信号进行发送。OFDM技术比较突出的地方就是即使在窄带带宽下也能够发出大量的数据。
解决方法
三、低压电力线载波技术特点和解决方法
但这种技术主要应用于2－30MHZ频段！目前我国的OFDM技术研究已经起步，但电力通信运用中很难进行应用，主要是因为价格成本的因素决定无法采用高速的AD与DA器件和高速CPU，尚无法在商业推广应用的程度，同时这种技术也是基于频率避让的一种手段，在电网这种窄带及宽频干扰强度强的信道的确也是很难实现其真正的通信能力,同时由于总发射功率的限制，随着子载波路数的增加，其各个子载波的发射功率明显降低，那么抗衰减能力就显著降低，因此OFDM这种技术在电力线上的应用可能完全是没办法实用化的。
通过上面的描述来看，无论利用何种技术手段无非都是为了在通信物理层上找到一种最适合电力线数据传输的方法，而电力线做为一种比较特别的通信媒介，根本无法对其建立一个合理完整准备的物理和数学模型，因此简单的通过通信理论知识来研发产品来应用于电力线数据通信，仅仅希望通过物理层的通信能力来解决低压集抄的实际问题，并不明智。
四、网络通信技术合理融入
单纯的通过物理层的通信能力的提升肯定无法完全解决电网的实际问题，那么我们就必须在电力线载波的通信技术领域也充分借鉴有线、无线、计算机网络等技术，而解决电力线载波通信的一个行之有效的手段就是中继的引入，就是通信中的抗衰减技术措施，也就是所谓的中继增音的技术，在低压载波通信领域，早就有人提出了中继通信的概念。特别是当每台电力线载波电能表自身已经同时具备接收与发射能力，那么它也就具备了中继站的基本功能。所以利用表进行中继的技术就成了一种自然的选择，而且考虑到