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性能分析的电力线路通道使用数字调制技术

教授凯文•1 Jagani Jignesh Ajmera2
  1. 卷研究学者电子与通信工程系,V.V.P.工程学院,Rajkot,印度古吉拉特邦科技大学
  2. 电子与通信工程系助理教授,V.V.P.工程学院,Rajkot,印度古吉拉特邦科技大学
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文摘

电力线通信被认为是一个好的候选“最后一英里”解决方案和家庭网络。然而电力线路比其他有线传输介质由于其噪声。介绍了电力线信道建模和PLC实现可靠的数据通信。本文进行第一个电力线信道特性和噪声的行为。论述了所需的技术和基础知识在电力线通信。因此,信息的概念,介绍了数字调制方案,如何将通过电力线传输数据。



关键字

电力线路通道,数字调制技术,方方面面

介绍

电力线通信带有数据导线上也同时用于交流电力传输或电力分配给消费者。它也被称为电力线载波[1]。PLC技术(电力线通信)使用电力线进行数据通信。PLC技术需要获利不需要任何额外的布线的优势。电线最初设计传输电力从少量的资源大量下沉的频率范围50-60Hz [2]。
公司的主要优势是使用现有的基础设施。PLC通信发生在同一线路,提供电力。这个技术包括注入高频交流载体在电源线和调制载波数据来自远程仪表或中央车站。电力线载波技术是成功的和成本有效地用于短距离[1]。

相关工作

电力线通信(PLC)的基本原理是使用现有的电力线路网络通信的目的。多年来,电力线路网络作为媒介的电力传输和分配信号。直到最近,沟通在电线仅限于低速远程计量和运营管理等功能,为供电设施的需要。最近这个有限的范围电力线路功能改变,由于巨大的高速宽带多媒体通信的需求。
调查围绕PLC的文学是在本章提供的。毫无疑问,电力线网络的结构和性能方面的知识是必不可少的检查和PLC技术和新产品的发展。历史发展与当前PLC技术的进步了。竞争的详细信息调制技术和信道建模方法。本章作为知识的基础上,将用于以后的论文探讨现有技术和开发新的服务的目的提高PLC系统的性能。
在[2]中作者分析了异步噪声在PLC系统使用OFDM(正交频分复用)。摘要OFDM子运营商使用BPSK调制,4-QAM 16-PSK。OFDM的性能分析,对PLC系统和不同分载体最终再调制下,进行了。在[3]中作者分析和模拟电力线通信系统中的噪声模型。他们已经讨论了PLC的各个方面。它可以节省安装光纤电缆、等基础设施成本可以达到到农村地区由于输电线路基础设施已经存在。然后分析了PLC作为通信环境的本质。在[4]中提出的研究超宽频(超宽带)超过家庭电力线传输特性非常高的频带,从50兆赫到550兆赫。室内电力线信道的特点是检查其使用的超宽频通信测量和软件模拟。首先,宽带信道特性测量频率和时域,其次是系统级仿真的BER性能与Eb / N0。

算法(电力线路通道)

答:电力线路传递函数

电力线网络的原始设计不是用于数据通信,其他有线网络有一些相似性,如以太网和电话本地环路。造型电力线通道是艰巨的任务,因为它的本质是不可预测的自然频率、时间、地理位置和农村环境。的主要参数,考虑阻抗、衰减和噪声。绝对的配电系统的阻抗30 MHz在若干国家已仔细研究。组件模型可以表示×F矩阵方程所示[9]。
图像(1)
,A, B, C, D F的系数矩阵。V1, I1输入电压和输入电流。V2, I2输出电压和输出电流。定义的所有系数是独特的等效电路模型和系数可以提到的组件模型的模型参数通过使用两个端口模型的所有参数可以通过方程计算[9]。
图像(2)
图像(3)
图像(4)
图像(5)
和传递函数可以得到,
图像(6)
Whereγ传播常数的电源线。Rs, R1源和负载电阻的电力线路和1是集中节点的数量在传输或接收端。

b .输电线路模型

需要输电线模型来模拟PLC通信。输电线路模型的方法适用于配电网络模型。链参数矩阵描述输入和输出电压和电流之间的关系可以应用二端口网络的传递函数建模的电力线路通道[10]。
二端口网络建模电力线作为级联小学使处理基本网络,两个端口,它可以通过级联参数进行描述。级联的解决方案提供了选择的可能性一定程度的复杂性和精度建模。也可以单独块定义为宏观模型描述一个数据通道[10]。
线的每一部分所描述的一个单独的级联矩阵A1 A4。信号源的内部阻抗z系列Vs和并行负载阻抗ZL也可以被级联参数和包含在结果传递函数。输电线路模型和噪声模型是图2所示。已经创建了特定的噪声模型块的帮助[10]。

c .电力线信道条件

与PLC信道噪声相关的主要问题。信道噪声主要是白人。有各种类型的噪声,需要考虑在设计PLC系统。他们列出如下[2]。
1。背景噪声:主要是低功率噪声随时间变化缓慢。
2。窄带噪声:主要局限于一个狭窄的通道。取决于大气条件。
3所示。周期性的脉冲噪声:主要由开关电源,也由于供应同步与主循环。
4所示。异步噪声:由于切换瞬变的主要原因。噪音在本质上是最严重的。

仿真结果

仿真软件模型已经由使用电力线路通道作为媒介来传输数字数据在使用simPower工具MATLAB使用数字调制技术。仿真研究输电线路的性能根据信噪比与误码率是计算Eb / N0阅读。这里所提出的系统基本数字调制系统使用不同的调制技术像BPSK, QPSK, 8-PSK 4-QAM, 8-QAM。比较性能的三个基于相移键控传输通道(PLC)相同条件下,三种BER情节为每个通道生成条件。在误差理论概率M-PSK计算:
图像
使用仿真软件的数学分析和仿真表明,系统的多状态基于相移键控数字调制方案减少单调与Eb / N0值增加。计算错误的概率M-QAM(理论):
图像

结论和未来的工作

仿真结果表明,数字调制技术的性能使用电力线路通道是数字数据的传播更好的性能。电力线通信技术之一,已被证明有用的控制应用程序。广泛应用于家庭自动化、汽车和互联网接入的应用程序。数字调制技术的性能计算系统。数量是一个参数使优秀的数字调制技术用于数字传输系统的性能。这里的误码率低至10 ^ 4表示使用PLC通道更好的性能。在MATLAB仿真的电力线路检查传输频率50 - 60 Hz的数字传输媒介。
在未来我们可以使用调制方案和编码技术对高速数据传输10 mbps使用电力线路通道作为媒介。

数据乍一看

图1 图2 图3 图4
图1 图2 图3 图4

引用