电力线载波通信利用现有低压供电线路进行数据传输及通信,无需要重新布线,具有节省网络建设成本、安装方便、维护简单等优点,被国家电力部门选定为实现我国智能电网电力用户用电信息采集的主要通信技术。由于低压电力网建设是为了供电,而不是为了通信,所以网络复杂,通信的可靠性很难保证。本文利用扩频通信技术,研究一种适合在电力线信道环境下工作的载波通信方案。本文介绍国内外电力线载波通信技术的发展现状,分析国内电力线信道的特点,根据电力线的信道特点采用了直接序列扩频技术实现LPLC通信系统,并提出了系统的整体方案。系统主要包括发射机和接收机两部分,发射机由扩频调制和DPSK调制两部分构成,采用了直接序列扩频的方法进行频谱拓展,再通过DPSK调制到适合电力线通信的载波上;接收机则由伪随机码同步模块、解扩模块和DPSK解调模块构成,通过改进的数字匹配滤波器实现PN码同步,采用差分检测法实现DPSK解调。针对传统的数字匹配滤波器计算量大,硬件成本高的问题,本文研究设计了一种改进型数字匹配滤波器,实现系统的伪随机码同步捕获。改进的匹配滤波器采用迭代的方法,降低了算法复杂度,并且通过多路并行信号,同时对多个采样点的数字匹配滤波器的输出值进行比较,有效的提高了捕获速度;改进型数字匹配滤波器除保持原有的快速捕获性能外,还降低了传统匹配滤波器中比较器抽样脉冲的频率,减少比较次数。针对发射机的DPSK信号调制,本文采用了DPSK差分检测法,通过对发射机差分编码后的信号与其延迟一个周期的信号进行相关运算,相关输出的信号则通过低通滤波之后进行抽样判决,实现DPSK信号的解调,这不仅避免了复杂的载波恢复,也不需要专门的相干载波发生器,有效的降低了硬件设计复杂度。本文在Matlab/Simulink环境下搭建了一个采用上述关键技术的直接序列扩频系统仿真模型,然后对系统进行仿真和性能分析,验证了系统方案的可行性。在此基础上采用dsPIC33FJ256GP710芯片实现系统收发两端的主要算法。片上系统的设计主要分为发送端的扩频、调制和接收端的解扩、解调几个部分;外围电路主要由发送功放、耦合电路、带通滤波和接收信号放大等部分组成,实现对片外信号进行处理。最后,在不同测试环境下对系统进行测试。测试结果表明,所搭建的LPLC直接序列扩频通信系统能够实现可靠通信。