电力线上网是一种全新的宽带上网方式，目前已经普遍受到关注。电力线接入因特网的思想最大的优势在于不需要重新铺设光纤光缆建设网络，可以充分利用现在的电力系统资源。由于低压配电网本身是一个富含各种噪声(包括背景噪声、窄带干扰和脉冲噪声)的网络，对传输信号具有较高的频率衰落特性和一定程度的时变特性；此外，由于阻抗不匹配，在信号传输过程中信号在网络节点上的反射和折射还会产生多径效应。在这样恶劣的环境下，很难保证数据传输的质量，在物理层必须采用许多相关的技术加以解决。 本论文从研究宽带高速电力线通信的物理层的关键技术出发，研究了采用前向纠错编码来消除电力线信道的脉冲噪声的干扰，研究了多载波调制方式在宽带电力线通信系统上的应用，提出了适用于高速电力线通信环境下的自适应的OFDM技术。根据电力线信道的特点，提出了基于中继分集的电力线通信网络架构。并基于中继分集的网络结构提出了分布式空时编码的策略。主要工作如下： 主要针对宽带电力线通信网络的物理层的关键技术进行研究，如何选择调制解调方式及采用何种通信协议，应建立在对低压电力线信道特性了解的基础之上，因此本文首先对电力线信道的噪声进行研究，将电力线噪声归结为背景噪声和脉冲噪声，采用频域建模方法对两类噪声进行建模。利用所建立的模型对电力线通信的不同的调制方式的性能进行评估。 在基于前向纠错编码消除脉冲噪声的研究中，将电力线中的窄带脉冲噪声建模为：到达时间服从泊松分布、幅度服从正态分布的A类噪声；针对A类噪声的特点对LDPC译码方法的LLR公式进行了改进，改善了LDPC对抗A类脉冲噪声的性能。对于Turbo码，因此根据A类噪声的概率密度函数，导出AWAN信道的APP信息，译码用log-MAP算法，采用雅克比对数运算代替传统的对数运算，并用八值量化函数进行校正。与传统Turbo译码方法相比，改进的Turbo译码对抗A类噪声的误码率性能大大提高，并消除了Turbo码固有的错误地板现象。 结合电力线信道的噪声特性和衰落特性，给出了电力线通信中采用正交频分复用技术时应考虑的相关问题。由于电力线信道的快速时变特性，可以采用自适应发送技术，扩频技术。尽管已经有文献研究了电力线信道环境OFDM系统的性能，但都是基于计算机仿真的方法。本论文研究脉冲噪声干扰下和电力线多径衰落下OFDM系统的性能，首次给出了误比特率的解析表达式，并与单载波调制方式进行了比较。从理论上证明了OFDM系统的优越性。 在自适应OFDM技术的研究中，针对国际上关于电力线通信系统电磁兼容标准的要求，提出了一种在功率限制条件的比特分配算法。该算法将一个约束条件较多的非线性整数优化问题的求解，分为三个阶段，先用估计的子信道的信噪比初始化子信道分配的比特数，然后采用增加多比特或减小多个比特的方法提高算法的有效性，最后一步采用“贪婪法”原理对算法进行补偿，达到系统要求的速率和总功率最小的约束。 将无线通信领域的热点技术“合作分集技术”引入到电力线通信中，提出了基于分集技术的电力线网络结构。利用网络中的用户作为中继节点转发信源的信息。对几种传统的重发机制性能进行分析的基础上，提出了基于分布式空时分组编码的重发方案。推导强纠错编码和相干PLC信道中多跳发送技术的分布式空时编码的设计标准。与简单重发方案以及单节点重发方案相比，没有增加检测的复杂度。