基于DSP的OFDM中压电力线通信系统的设计与实现

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随着国民经济的发展,实现配电网自动化成为我国电网建设的必由方向,而实现中压配电网中各节点间的有效通信,则为实现配电网自动化的关键。中压配电网具有巨大的网络资源,利用中压电力线实现高质量的数据传输已成为一个世界性的热点问题。正交频分复用(OFDM)通信技术因其在抗频率选择性衰落、抗多径效应和抗窄带干扰等方面能力突出,在中压电力线通信信道中体现出极大优势,成为近些年中压电力线载波通信的研究热点。随着DSP技术的不断发展,利用高速的DSP芯片,依靠软件实现OFDM通信已有不少成功的应用。本文设计了一套基于DSP的OFDM中压电力线通信系统的具体解决方案。本文首先分析了我国中压电力线通信的应用背景,分析了目前国内同类产品的发展情况,提出了我国迫切需要研发具有自主知识产权的中压电力线通信产品的形势严峻,同时介绍了我国中压配电网的结构和实现通信的一般方式,以及选用的OFDM通信技术如何在中压电力线通信中发挥天然优势;而后,介绍了OFDM通信技术的基本原理,又结合国内外文献中有关中压信道的研究和测试结果,分析了我国中压电力线通信信道的多径效应、衰减特性和噪声特性,提出了要实现在中压电力线上传输数据必须克服的几个关键问题;然后,针对我国中压电力线通信信道的特征,设计并实现了一套能够适合在中压电力线信道中传送数据的、满足一定性能指标的、基于DSP技术的OFDM通信系统,并给出该系统的设计目标,硬件实现过程中的各元器件的选型、性能分析及应用电路方案,同时给出了在TIDSP抄表平台基础上利用软件实现信道编码、解码,调制,解调等各模块功能的细节原理和实现步骤;再然后,在实验室搭建的中压电力线模拟信道上,对设计出的通信系统进行了抗衰减测试,误码率、丢包率测试,频宽可选、频带可搬移以及信道特征显示等测试,进行了系统的功能和性能的验证,并给出测试结果;最后在总结测试结果、设计实现过程中遇到的问题以及对问题的思考的基础上,得出了结论,并给出了下一步的研究方向。
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