城市路灯监控中电力载波通信的可靠性研究

城市路灯监控系统采用电力线载波通信技术实现路灯单灯控制。有利于城市路灯的数字化管理,满足了社会发展的需求,响应了国家绿色照明计划。由于采用电力线作为通讯介质,其本身有着很大的局限性,低压电网是一个时变的频率选择性衰落信道,信号衰减、阻抗变化和噪声干扰是影响低压电网信道特性的最主要的因素。因此,必须采用具有很强自适应能力的路由中继方案与调制技术才能满足低压电力线载波通信网络的需要。提出了OFDM调制解调方式及采用蚁群算法的路由中继策略完成数据传输过程中的最优路径规划问题选择使用,提高电力载波通信质量。     

数字电力载波通信中的有关新技术研究

如何有效利用现有数字电力载波通道来高效可靠地传输信息已经成为一个急待解决的问题。文章首先计算出4kHz带宽条件下数字电力载波通道的信道容量,然后给出AMBE话音编码、统计时分复用两种技术,通过分析表明在原有带宽条件下采用AMBE和统计时分复用技术,可以提高数字电力载波通信的有效性和可靠性。     

跨频带认知电力线载波通信:核心思想、关键技术与应用

为提高面向智能电网应用的电力线载波通信(power line communication,PLC)的可靠性、覆盖率,满足中低压配用电智能化通信需求,提出了涵盖低频、中频、高频频段的跨频带认知PLC(cross-band cognitive PLC,CC-PLC)方法。核心思想为PLC节点可根据中低压电力线信道实际情况在跨频带频率范围内自适应选择工作频率及通信带宽,从而克服了传统窄带、宽带PLC预先设定工作频率导致的系统适应电网信道特性及变化能力弱的弊端,实现了PLC参数的在线灵活调整。提出了基于前导序列的信道认知、基于等效复数基带(equivalent complex base-band,ECB)的在线自定义物理层、基于多频洪泛的PLC自组网等关键技术,解决了频率资源高效利用及PLC网络的覆盖范围问题,实现了高效、高可靠的通信。自主研发了基于150 k Hz 12 MHz的跨频带认知PLC系统,并在中低压电力线路开展了应用测试,效果良好,现场运行结果验证了跨频带认知PLC的先进性,展现了其在智能电网中较好的实用化前景。     

电力线宽带载波通信在智能电网的应用

介绍了智能电网、电力线宽带载波通信、OFDM的概念,然后从噪声、衰减两个方面入手对中、低压宽带电力线载波通信信道进行建模,最后结合OFDM技术特点提出将OFDM技术应用于智能电网中,以解决中、低压配电网通信通道的干扰问题。     

低压电力线载波高速数据通信设计

分析了低压电力线载波通信的特点，讨论了低压电力线载波通信的标准，在分析电力线载波高速数据通信技术的基础上，介绍了多载波通信技术OFDM（正交频分复用），讨论了Intellon公司提出了基于OFDM原理的PowerPacket技术，提出了利用电力线载波通信芯片INT5130，INT1000实现数据通信的设计方案。     

窄带OFDM低压电力线载波技术及标准化发展趋势分析

针对低压电力线载波通信及电力用户用电信息采集应用,分析了窄带OFDM低压电力线载波技术的发展现状以及国际标准化情况。首先分析了低压配电网电力线信道的特点,揭示了新一代低压电力线载波通信均采用窄带OFDM调制技术的原因;然后针对我国电力用户用电信息采集电力线载波本地网络,提出了一种协议栈模型,目的是为标准化建立一个分层协议框架,实现不同厂家载波终端的互联互通和互操作。最后分析了物理层工频过零点传输的必要性,并对几个主要的窄带OFDM物理层标准进行了比较。     

数字电力载波通信新技术

首先计算出了数字电力载波通道的信道容量，然后给出AMBE话音编码、统计时分复用2种技术，分析表明，它们可以充分利用数字电力载波通道的带宽，达到提高数字电力载波通信的有效性和可靠性的目的。     

基于QoS策略的低压电力线信道容量研究

为了在有限的传输带宽内使低压电力线信道容量最大化,提出了基于特定QoS策略的约束注水算法。该算法以低压电力线信道多径传输模型为研究基础,从信号功率受限的角度出发,导出了信道容量最大化的闭式解,分析并得出信道分支支路数和终端负载阻抗是影响信道容量的主要因素。利用正交频分复用(OFDM)技术对输入信号进行离散化调制,得到了不同信道状况下的最大传输比特数。仿真结果表明,所提算法的信道容量优于已有注水法,在信噪比为40dB时,所提算法的最大容量为经典注水法的1.37倍,完全满足低压电力线高速载波通信的要求。     

基于COFDM技术的高速数字载波通信的实现

如何提升高压电力线载波通信的传输速率，成为困扰电力线载波通信技术发展的难题。文章提出了一套基于COFDM(编码正交频分复用)的高速数字载波方案，可将先进的OFDM(正交频分复用)调制技术与性能优越的前向纠错(FEC)编码技术有机地结合起来，大大提高了频带受限的载波通信的速率和传输可靠性。同时在介绍OFDM及编码技术原理的基础上，提出了16位定点的DSP—TMS320VC5410的模块化设计，讨论了基于COFDM的高速数字载波通信传输模块的软硬件实现。     

高速低压电力线载波通信中的正交频分复用技术

结合低压电力线载波通信的特点 ,对单载波和多载波方案进行了比较 ,并介绍了一种适用于高速低压配电网载波通信的多载波技术———正交频分复用 (OFDM)技术。阐述了OFDM的原理、基于OFDM的高速低压电力线载波通信的解决方案、其技术优势及应用前景     

智能电网终端融合通信接入网切换策略

智能电网的发展,带动终端设备智能化发展,因此智能高效的边缘终端接入网络是建设智能电网的重要环节。电力线与无线通信都具有无须架设专门通信线路的优势,但它们的通信性能分别受到供电线路负载和地域环境的影响,两者融合通信可以大幅提升通信性能;依据电力业务类型和通信需求,提出了基于层次分析等算法的信道切换方法,将定量分析和定性分析相结合,对电力线与无线时延,带宽,丢包率等多种参数多指标进行综合判断并科学处理,通过仿真验证可实现多媒介异构网络的快速、平滑切换,从而保障电力系统多种通信接口信息交互的准确性,为智能电网终端监控的性能提升和业务拓展创造有利条件。     

基于适应性扩展和阈值分割的低压电力线信道数据处理算法的研究与应用

为了克服电力线通信系统中严重的多径衰落效应,改善低压电力线通信系统的通信质量,引入基于适应性扩展和阈值分割的数据处理算法。建立了OFDM通信系统以及电力线信道的仿真模型,分别对适应性扩展算法以及三级阈值分割算法在电力线通信领域的应用进行了仿真分析。与传统的OFDM通信系统的信道估计技术相比,该算法不占用宝贵的频带资源并且易于实现。实验证明,除去信号被噪声淹没等一些极端情况,对于各种多径信道,该方法均可以有效对抗多径衰落特性,降低误码率(BER),提高通信质量。     

一种新的低压电力线通信比特和功率分配算法

为了提高低压电力线通信的传输速率和信道容量,提出了一种新的比特和功率分配算法。利用正交频分复用(OFDM)自适应比特分配方法动态调整了信号的调制方式,在此基础之上分析了电力信道传输信号的误码率。选取电力线多径传输模型作为信道模型,结合注水法和通信服务质量(QoS)提出了基于特定QoS的约束注水法,得出了最大化信道容量的闭式解,分析了影响信道容量的主要因素。仿真结果表明:4QAM调制方式对应的误码率最小。与已有注水法相比,所提功率分配算法的性能最优,当信噪比为40dB时,信道容量可达960Mbps,从而实现了电力信道传输速率的大幅升级。     

基于多进制扩频的低压电力线抄表技术的研究

低压电力线通信广泛应用于电力抄表系统中。由于低压电力线信道特性复杂,严重影响载波通信质量,结合相关数据资料对低压电力线信道噪声环境进行了分析。为了提高电力线信道条件下的传输可靠性,提出多进制扩频技术,构造了多进制伪随机序列。设计了多进制扩频的低压电力线抄表方案,并建立了基于该信道特性的电力线扩频通信系统模型。通过对其性能仿真验证,仿真结果表明:该多进制扩频方式有效改善了抄表系统误码率性能,更适合于电力线的抄表作业。     

新一代电力线载波通信关键技术探讨

配用电网智能化需要灵活方便、经济实用的通信方式支撑,电力线载波通信被认为是最佳的通信方式之一。文章简要分析了配电网电力线载波通信技术的现状与发展趋势,结合智能电网配用电业务的通信需求,论述了新一代电力线载波技术的主要特征与技术挑战,阐述了包括跨频带电力线载波通道基础特性、物理层、MAC层、协同分集、频谱认知、跨频带耦合等关键技术和问题,提出了面向智能电网应用的新一代电力线载波通信技术。最后,探讨了新一代智能PLC技术的应用前景。     

电力线传输特性和噪声干扰对通信性能的相对影响

电力线载波通信技术是支撑智能电网信息传输的重要技术之一,但是电力线作为信息传输通道时具有复杂的传输特性和较多的噪声干扰。为分析电力线信道的频率选择性对通信性能的影响及其和信道噪声的相对作用,设计滤波器模拟具有不同频率选择性的电力线信道,用米德尔顿A类噪声模拟信道中不同强度的噪声,采用基于OFDM技术的G3-PLC标准建立窄带电力线载波通信系统模型进行仿真分析。结果表明：电力线载波通信中,低速率传输数据或信号带宽较小时噪声干扰比频率选择性对系统性能影响大。随着数据传输速率或信号带宽增加,信道的频率选择性对系统性能的影响逐步增大。该结论为设计和研究电力线载波通信系统提供了理论分析基础。     

计及通信资源优化的电力线载波通信路由算法研究

基于电力线载波技术的用电信息采集系统实现全网信息可交互,为负荷需求侧响应、预付费管理、配变监测分析等业务的数据和控制指令提供必要的通信通道,是电力系统实现智能化的关键技术之一。随着电网规模的增大、业务类型和数据量的增多,无论是窄带载波还是宽带载波都将呈现出信道资源紧张,传输能力下降的问题。为保障用电信息采集数据的准确可靠传输,基于业务区分服务模型,本文提出一种计及通信资源优化的电力线载波通信路由算法。算法实现了对不同类型业务的快速分组和传输路径区分计算。根据电力线载波通信网络当前资源现状,同时考虑不同业务类型的QoS需求而制定多目标函数,使业务能够全局优化使用通信资源,在一次路由中满足多服务质量需求。通过实验仿真,证明了本文所提出算法在优化网络资源方面具有较优性,并能够有效避免网络拥塞和传输数据丢失的发生。     

智能电网电力线通信系统信道噪声模型分析

将智能电网电力线通信系统作为研究对象,以建立两种噪声模型之间的关系、比较两种模型下的信噪比SNR(signal-to-noise ratio)为研究目标,提出两种噪声模型来模拟电力线通信信道中噪声情况的方法。该方法利用循环平稳噪声模型和米特尔顿A类噪声模型的概率密度函数,得出电力线通信信道中的噪声类别。同时,通过数学推导,得出两种噪声模型在正交频分复用OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)系统中SNR表达式和在正交幅度调制16 QAM (quadrature amplitude modulation)技术下比较两种噪声模型的SNR。最后,利用MATLAB软件系统仿真,仿真结果显示,循环平稳噪声模型比米特尔顿A类噪声模型的SNR高2.5 dB左右,智能电网电力线通信系统可靠性得到提升,为电力线通信的发展研究提供了一定的理论基础。