【摘 要】
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随着智能电网与能源互联网概念的提出,高速宽带电力线载波技术受到越来越多人的重视与关注。由于电力线网络无处不在,是一种分布最广的物理网络,实现通过电力线对数据进行传输具有重大的经济效益和广阔的应用前景。然而经过研究发现,电力线本身并非理想的通信媒介,其信道特性复杂多变,衰减、阻抗、噪声都会影响电力线通信性能。因此要想将整个电力线通信技术推广应用,就必须对这三大特性深入研究。本文为了统计分析低压宽带电
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随着智能电网与能源互联网概念的提出,高速宽带电力线载波技术受到越来越多人的重视与关注。由于电力线网络无处不在,是一种分布最广的物理网络,实现通过电力线对数据进行传输具有重大的经济效益和广阔的应用前景。然而经过研究发现,电力线本身并非理想的通信媒介,其信道特性复杂多变,衰减、阻抗、噪声都会影响电力线通信性能。因此要想将整个电力线通信技术推广应用,就必须对这三大特性深入研究。本文为了统计分析低压宽带电力线信道的特性,设计并提出一种基于统计分析规律的信道发生器,使相关研究人员能够在实验室环境下测试并研究电力线载波相关产品在不同场景电力线信道中的性能。本文围绕低压宽带电力线信道特性,从以下两个部分进行研究:第一部分,对低压宽带电力线信道的基础特性及外场台区电力线信道的统计特性进行研究。首先,实验室环境下测量配电网在不同长度及分支结构的衰减特性、常用电器的负载阻抗特性及电力线信道源端噪声特性。通过对电力线信道进行实测数据分析,探讨了配电网基础特性对信道传输特性的影响及其成因。其次,实地测量了大量不同台区及不同住宅区的现场工作情况,确保测量样本的多样性与充分性。然后,将测量样本按信道容量的大小分为六类,分别对样本总体频率响应的凹槽高度、宽度、数量分布进行统计分析,同时运用其分布规律建立随机信道的生成模型。最后,统计分析总体样本时域上的相干带宽和时延特征,确立电力线信道相干带宽与均方根时延扩展之间的关系。第二部分,随机信道发生器的硬件实现。针对信道频域特征的统计分析,提出了基于现场可编程门阵列(Field—Programmable Gate Array,FPGA)的电力线信道发生器的设计实现方案。应用System Generator快速设计工具,完成任意分布随机数模块、插值模块以及平均衰减模块的设计实现,并搭建电力线信道生成模块化系统。在KC705评估板上载入所搭建系统的IP核,实现了信道发生器。
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