低压电力线载波通信系统建模和分析

作     者：刘玉新 

作者单位：辽宁工程技术大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李天昊

授予年度：2019年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：电力线载波通信 泛在电力物联网 传输线理论 米特尔顿A类噪声 信道幅频特性 误比特率 宽带电力线通信标准 

摘      要：在如今信息化时代的建设中,低压宽带电力线载波通信以其高速、便捷的特征应用于泛在电力物联网中,如智能集抄系统,为电网与用户之间的相互交流提供了通信保障。因此,低压宽带电力线载波通信具有很好地应用前景。然而复杂的配电网络、各种电器负载随机的接入或断开以及噪声干扰无不限制着电力线载波通信的效率。为具体分析影响电力线信道特征和通信系统的因素,以及在已知居民小区智能集抄结构下为其电力线载波通信系统选择合适的通信标准,本文研究内容及结论如下。首先,采用传输线理论进行低压电力线信道建模,并选用米特尔顿A类噪声模型模拟电力线噪声,从而组建基于OFDM调制技术的低压宽带电力线载波通信系统模型,进而研究信道拓扑参数、噪声参数对信道和系统的影响。然后,根据小区居民生活中常见电器负载阻抗的时变特性,将其分为近似恒定阻抗、时不变频率选择性阻抗、时变频率选择性阻抗。将不同种类电器负载带入所建系统模型中,研究其对电力线信道和系统的影响。最后,将所建立的低压宽带电力线通信系统模型,代入已知组网结构的居民小区的智能集抄系统中,分析在当前信道结构和噪声环境中的电力线信道幅频特性;以HomePlug AV、HomePlug GP、***三种不同的宽带电力线通信标准为例,通过研究三种标准对该系统模型的影响,为具体小区通信系统选择合适的标准。仿真结果显示:除支路节点位置外,主干长度、支路长度、分支数目、电器负载大小和类型的改变,都会影响信道幅频特性曲线中陷波频点位置或衰落幅值,进而影响通信系统性能;在噪声总功率恒定情况下,噪声模型越接近高斯噪声,对系统影响越大;在本文给定的居民小区集抄系统中,通过仿真不同的通信标准对系统的影响,发现HomePlug GP标准有更好的性能表现。本文研究了通信系统对于信道因素变化的敏感性,为低压宽带电力线载波通信在集抄领域的应用提供了理论分析基础。该论文有图59幅,表7个,参考文献62篇。