低压远程抄表通信系统调制方案的研究

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近年来,随着我国国民经济及电力事业的飞速发展,传统的抄表方式已不能满足现代化管理的需要,只有采用自动抄表,实现抄表数据实时采集,自动传输,才能使用电管理工作真正迈上自动化、规范化和科学化的轨道。目前主要有三种通信方法用于抄表:电话线、无线通讯式和电力线载波式。每一种方法都有其优点,也有其缺点。由于安装简单、数据质量好、抗噪声性强及可靠性高,电话系统为远程抄表系统提供了理想的通信基础设施;其缺点是,由于与电话线连接不上、用户电话号码改变以及每月向电信公司交纳大笔费用,将会导致抄表效益不高。无线通讯式是无线的而且不需电缆,所以容易安装;缺点是易受周围环境干扰,成本高,比如申请频带使用权就需要花费不少。而电力线载波式抄表即电力线通信因为其发展前景好,成为近年来研究的热点。本文正是研究在电力线上进行数据传输的调制解调技术。本论文首先从阻抗特性、噪声特性和信号衰减三个方面分析了低压电力线的信道特性,然后给出了以扩频技术为基础的基于SFSK(扩频型频移键控)调制方式的通信系统;又提出一种新的调制解调方案,即将近年来比较流行的超宽带技术中的脉冲位置PPM(Pulse Position Modulation)调制技术应用于低压电力线远程抄表。通过理论分析,计算机模拟仿真,论证了新技术的可行性。比较了两种调制方案,得出以下结论:如果系统数据传输的速率在1Kbit╱s以上,若要使系统的误码率控制在10-3以下,采用PPM调制方案的系统要保证系统信噪比大于6dB,而采用SFSK调制方案的系统则要保证系统信噪比大于10dB,因此在理论上PPM系统的性能比SFSK系统的性能要稍好。同步是通信系统中一个重要的实际问题,同步系统性能的好坏,会直接导致通信系统性能的好坏。本文还介绍了针对SFSK系统的载波同步技术和针对PPM系统的定时同步技术。
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