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随着智能电网与智能家居的迅速发展，电力线载波通信芯片的需求量剧增，对电力线载波通信(Power Line Communication，PLC)技术的研究，一方面可以产生巨大的经济效益，另一方面将推动我国的PLC技术的发展。国内的PLC载波芯片主要采用单载波与扩频调制技术，仅限于普通抄表功能，不能满足智能电网与智能家居在可靠性、安全性、及时性等方面的要求。基于正交频分复用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，OFDM)的PLC技术具有频带利用率高、抗信道衰弱能力强、适合高速率传输、以及抗码间干扰能力强的特性，是第三代PLC芯片的核心技术，应用前景十分广阔。本文介绍了G3-PLC的物理层协议，对G3技术标准下的OFDM基带系统下的信道编码、映射与解映射、调制与解调、循环前缀、加窗技术、成帧的基本原理进行了研究，并且用Matlab对OFDM基带系统进行仿真，用于硬件仿真之后结果验证。研究了基于OFDM电力线载波通信的同步算法，针对同步偏移对OFDM系统产生的影响和结合本系统的实际情况，对传统的帧同步算法进行了改进，采用阀值保持方法，可以防止虚警的现象；对频率同步的原理进行了研究，给出了估计的频率偏移范围；对传统的符号定时算法进行了改进，仿真结果表明该算法具有门限的自适应性，防止旁瓣的干扰，易于硬件实现的特点。研究了基于OFDM的电力线载波通信的信道估计算法，分析了低压电力线信道的特性，建立了低压电力线的信道模型。深入的研究了最小平方(Least square，LS)、最小均方误差(Minimum Mean Squared Eorror，MMSE)、奇异值分解(SingularValue Decomposition，SVD)频域信道估计算法，并且在性能与复杂度上将三种算法进行了比较。在电力线载波通信同步与信道估计的算法基础上，将各个子模块用FPGA实现。每个模块给出了硬件实现框图、实现过程中的详细步骤以及在Modelsim中的仿真图形。最后将通过功能仿真的程序下载到FPGA进行时序仿真，将仿真之后结果与算法仿真的结果进行对比，证明了提出的优化算法与硬件实现方案的合理性。