低压电力线载波通信(PLC)可以利用现有电力线作为传输媒介,具有投资成本低、建设周期短、安装使用方便、通信安全等一系列优点,是“最后一公里”问题的有力解决方案之一。目前,低压PLC技术发展迅速,正向高速化、宽带化发展。然而,低压电力线是为传输电力而设计的,其信道环境恶劣,严重影响了通信质量。OFDM调制具有抗频率选择性衰落、频带利用率高等优点,目前已成为低压宽带PLC技术的主流调制方式。本文对基于OFDM技术的低压宽带电力线载波通信系统进行研究,并利用FPGA技术,实现系统中的关键模块的设计,主要工作如下:(1)详细讨论和分析了基于OFDM的低压宽带电力线载波通信系统方案。首先,介绍了系统物理层架构、物理层符号以及系统参数。然后,分析了系统关键技术。前导P符号具有良好的恒包络和自相关特性,可用于自动增益控制(AGC)和接收机同步;双二进制Turbo编码采用预编码机制,保证了状态的循环;多级信道交织技术具有更强的抗突发错误能力。除此之外,讨论了扰码、星座映射、窗函数等关键技术。(2)本文的低压宽带PLC系统传输速率高,性能强,系统结构复杂。其中采用了双二进制Turbo编码和多级信道交织技术,具有更强的鲁棒性,但是FPGA实现起来较为复杂。经过长时间研究协议和Verilog代码编写调试,完成了系统发射端关键单元的设计。给出了发射端关键单元的基于FPGA的具体设计方法、实现过程以及仿真结果,主要包括:前导生成单元、加扰器单元、Turbo编码器单元、信道交织单元、分集拷贝单元、星座映射单元、添加循环前缀及加窗单元等。(3)针对OFDM系统对同步敏感的问题,对低压宽带PLC系统的符号定时同步问题进行了研究。首先,对OFDM系统的符号定时同步误差进行了分析,定时滞后将导致解调错误,定时超前只会有引入相位旋转。然后,简单介绍了经典Schmidl算法和Park算法。进一步,针对本文系统由10.5个P符号和2.5个M符号组成的前导序列,提出一种改进的延时相关算法,该算法性能受到信噪比的影响。接着,对传统的基于训练序列的互相关算法进行了研究,该算法弥补了延时相关算法的不足,可以产生尖锐的峰值,在低信噪比依然具有良好的符号同步性能,但是其计算复杂度高,不易在FPGA中实现。最后,针对基于训练序列的互相关算法存在的这一问题,提出五种简化改进算法,经过Matlab仿真,分析比较各种方法性能,最终确定采用P符号量化、同时进行绝对值归一化的算法,并对改进的符号同步算法进行了FPGA仿真实现,具有良好的符号同步效果。