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电力线载波通信(Power line communication, PLC)利用现有的电力线网络进行信息传输，无需重新布线，具有成本低、周期短、安装使用方便等一系列优点，在智能电网、智能家居、智能交通等领域应用广泛。近年来基于正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)技术的PLC被多个国际PLC标准组织所采纳，成为PLC领域的研究热点。基于OFDM技术的G3-PLC标准是由法国电力分销公司ERDF发起，Sagemcom和Maxim公司联合开发的用于智能电网的窄带PLC标准。本文在同步和信道估计等算法研究的基础上，设计了一种基于G3-PLC标准的电力线OFDM载波通信物理层FPGA原型系统。本文的主要工作如下：1.在深入研究G3-PLC定时同步算法的基础上，改进了基于本地序列相关的定时同步算法，并对其进行了仿真。分析表明，改进的定时同步算法具有更高的精度，适用的信噪比范围更宽。2．针对G3-PLC标准特定的导频结构，提出了一种基于循环训练序列的信道估计方法，该方法实现复杂度低、资源消耗少、可兼容多种频段传输模式。仿真结果表明，本文方法提高了信道估计的性能，在低信噪比条件下效果更好。3.针对G3-PLC标准物理层协议，搭建了全部物理层收发模块的MATLAB定点仿真平台，为FPGA原型系统设计提供了依据。通过定点仿真优化了FPGA原型系统的结构，据此，提出了一种G3-PLC物理层原型系统的总体设计方案，可兼容多种频带传输模式，并兼顾了系统性能和资源消耗的折中。4.完成了G3-PLC物理层发射机模块的FPGA代码设计，包括加扰频、RS编码、卷积编码、重复编码、交织、映射调制和OFDM调制。本文对发射机输出的仿真信号与定点仿真的信号进行了比较，验证了设计结果的正确性。5．完成了G3-PLC物理层接收机模块的FPGA代码设计，主要模块包括帧同步子系统，自动增益控制子系统，信道估计子系统， OFDM解调器，信道译码子系统等。本文在实验室的信号处理硬件平台上对接收机进行了实验验证，结果验证了所设计原型系统的正确性。实验中FPGA采用XILINX公司SPARTAN-6系列XC6SLX150T芯片，接收机所消耗的资源约占FPGA总资源的15%左右。本文完成了G3-PLC物理层原型系统的设计与验证，为下一步集成电路设计打下了坚实的基础，对我国电力线OFDM载波通信技术的广泛应用有重要意义。