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20000字议论文低压电力线WOFDM关键技术应用研究。

论文类型:议论文
论文字数:20000字
论点:电力线,载波,通信
论文概述:

近年来,随着通信技术不断发展,通过目前覆盖面很广的电力线传输各种数据己经成为了人们关注的焦点。早前的通信技术已不能满足高性能的传输需求,人们已经把OFDM通信技术列为在电力线

论文正文:

低压电力线WOFDM关键技术研究。

第一章绪论1. 1本课题研究的目的及意义    近年来,随着网络通信技术的发展,人们对宽带通信的要求也越来越高。人们在要求高速可靠的同时,对网络的成本、网络是否便捷实用也提出了更高的要求。利用电力线传输语音、数据,进行数据交换、处理、控制和监测,组成数据通信网、实现信息自动化,不仅可以免去专门铺设通信线路,而且,由于电力线网络覆盖面积之大,是其他网络无法比拟的,这使得通信终端的设置和移动非常方便。因而,低压电力线通信在信息家电、楼宇智能化及宽带接入等应用中受到了极大的关系。    目前,电力系统对低压电力载波系统的需求极其旺盛,这种需求来源于电力系统管理的变化。如今,原先的电力部己经分为3大电网公司,分别是国家电网公司(华北),南方电网公司(华南)、西北电网公司(西北),各个电网公司下面还管辖多个省的电力公司,省电力公司下面管辖着各个市电力局。从电力部、局到电网公司、电力公司的体制变化,使电力企业的效益最大化成为各电力部门的头等大事。同时,信息化已经成为这个时代的特点,电力企业生产信息MIS系统、营业MIS系统,用配电GIS系统、调度自动化系统均是各电力公司每年要重点投入的现代化系统[(}l。电力系统信息化要求电力系统配用电信息基础数据的及时获取,然而,大量的营业MIS所需要的基础数据即电表数据,如今却主要通过人工抄表完成,通过现代化的手段及时进行抄表成为当务之急。通过电力载波技术进行电力抄表及电力系统电流、电压等生产信息的监测无疑是最便捷的事情。然而,最初的电力线只是为了实现电源传输而设计的,这使得电力线很难成为数据网络的传输载体。这主要体现在电力线线路阻抗小,变化大,信号衰减强,干扰大且时变性大,存在着多径时延等。长期以来,许多公司和学者对电力线通信信道进行了大量的研究和实验工作,取得了一定的经验和成果,现在电力线信道已经可以实现非常高的数据传输速率与容错性。    目前,正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术广泛地应用于高速数字用户环路(HDSL)、非对称数字用户环路(ADSL)、超高速数字用户环路(VHDSL)、数字音频广播(DAB)、高清晰度数字电视((HD\'T}、蜂窝移动通信和无线局域网((WLAN)等领域[f21。由于这种技术可以较好地解决多径衰落或者多径反射所引起的频率选择性衰减,同时又具有频谱利用率高、信道均衡技术简单、信号调制解调易于实现、纠错能力强等优点而应用于电力线通信,正受到国内外研究机构和生产厂商的广泛重视。很多公司都致力于研发采用OFDM调制技术的电力线通信产品,1匕京化工大字硕士学位伦又如美国的Intellon公司、Wi-LAN公司,德国的PoIyTrax公司、Siemens公司以及Inari公司的第三代1 OMbps芯片组等[[3J。其中,电力线通信中的著名企业Intellon公司研究出的电力线高速数据传输技术Power Packet采用了OFDM技术,传输速率高达14Mbps[4-sJ o   虽然PLC(Power Line Communication)技术在国内外已得到一定的应用,尤其在家庭联网、高速Internet接入、智能家居等方面。但是在高速电力线通信领域的应用研究,还是刚刚起步。因此研究适用于电力系统的高速数据传输技术将有很大的发展前景。.2国内外发展现状及分析.2. 1国外发展现状目前对于PLC应用的研究,主要有欧洲和美国两大阵营,欧洲的科研机构和厂商主要研究PLC在Internet高速接入网上的应用;美国则把主要研究精力放在PLC在智能小区建设以及智能家电领域的应用[[61[})[gl0(1)欧洲的发展现状    欧洲的电力公司凭借其拥有的通达各家各户的电网资源以及欧洲半导体器件厂商开发的高速PLC芯片,积极参与了接入网市场的竞争。    在德国,RWE电力线通信公司从1997年开始与瑞士的ASCOM公司合作开发PLC技术,1999年在汉诺威展览会上展出了PLC样机。2000年S月开始进行200户参与的现场试验。2001年7月开展了RWE PowerNet (PLC高速上网)、RWEPowerSchool(PLC学校联网)和RWEeHome(智能建筑遥控与自动化)三项业务。2001年7月1日起,该系统正式投入商业化运行,提供的最高数据传输速率为2Mbps是当时德国电信提供的ADSL网络服务速度的三倍,和ISDN相比,接入速度更是高出了70倍。    英国NORWEB通信公司在1990年就开始研究PLC技术,1996年9月CIGRE大会期间向各国代表展示了技术原理和演示产品,提供了在曼彻斯特进行20户小范围试验的录像资料,传输速率达到1 Mbps,但仅仅是小规模现场实验,未能得到推广。    2001年3月瑞士最大的电信设备公司亚思康宣布从4月起批量生产一种通过普通电力线接入互联网(电力线上网)的装置,并在中国、南非、巴西和俄罗斯等12个国家和地区进行现场试验。    韩国在开发利用电力线路实现高速因特网接入和电话服务的新技术方面也取得了重大突破。韩国Xeline公司在2001年末推出了l OMbps的PLC产品后,又在2004年末推出了速率达到SOMbps的PLC产品。(2)美国的发展现状    由思科、英特尔、惠普、松下和夏普等13家公司组成的“家庭插电联盟”(HPA)己经成立,致力于创造共同的家用电力线网络通信技术标准。HPA己经发布了其标准的第1个版本Home-Plug 1.0。按照这一标准的描述,只需在事先安装好的插座上插入电源插头即可构筑起电力线家庭局域网。由于使用的是室内的插座,所以省去了布线工程,具有成本低、安装和连接容易等优点,数据传输速度可达14Mbit/s o HPA从2001年2月开始以世界各地的500个家庭为对象进行了现场试验。试验主要在美国和加拿大进行,日本、韩国、台湾和欧洲等地也进行了小规模试验。参考文献刘涛,马正新,周淑华,杨玉琢.OFDM技术在中压电力线通信中的性能分析【J]。电力系统通信,2006 27(8): 45-49.王东.OFDM在低压电力线载波系统中的仿真与应用[[D].四川:电子科技大学,2008孟逢逢,朱武.电力线上网技术及其发展[[J].无线通信技术,2005 (4): 56-59.何健,杜海霞,孔令宇.新时代的电力线通信技术[[J].东北电力学院学报,2005  25(2):27-31.李祥珍.电力线高速数据通信技术的发展及未来[[J],电力系统通信,2006 } 27(162)1-6.欧清海.国外高速电力线通信技术发展分析[[J].通信世界,2005 ( 6 ): 34-36.Gorge 7ee} Con Edison. 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