1导言
电力线载波通讯是以电力线为传输前言，经过载波办法传输模仿或数字信号的技能，并且无外架通讯线路。介绍正交频分复用的根本原理，依据运用正交频分复用OFDM(Orthogal Frequency Division Multiplexing)技能能够较好调制解调信号的特性，提出一种根据OFDM的电力线载波通讯体系规划方案，运用电力线完结载波通讯。
2 电力线载波通讯
电力线载波通讯是电力体系特有的一种通讯办法，可用于传输电话、远动数据和远方维护等信号，是保证电网安全、优质、经济运转，完结调度自动化和办理现代化的重要通讯办法。它以电力线路为传输通道，具有通道可靠性高，出资少见效快，与电网建造同步等长处。
图1为电力线载波通讯体系组成图。其根本原理是将载有信息的高频信号施加到电力线上进行数据传输，再经过电力线调制解调别离出电力线信道的高频信号，然后传送到终端设备。
各种老练的调制解调技能已运用到电力线载波通讯体系，针对习惯高速率传输，正交频分复用调制解调技能是处理传输频带运用率的有用办法。电力线载波通讯技能在高、中、低压3个电压等级的运用技能、线路情况和运用要求都有所不同，高压电力线载波是指运用于35 kV及以上电压等级的载波通讯设备。载波线路情况良好，首要传输调度电话、远动、高频维护及其他监控体系的信息。
3 OFDM调制解调技能
OFDM是一种将若干个彼此独立的信号合并为一个可在同一信道上传输的复合信号的办法。其数据传输的根本原理是把串行数据流转化成N路速率较低的并行数据流，用它们别离调制N路子载波后并行传输，子载波彼此正交其频谱彼此堆叠，然后具有很强的抗信道式微才能和较高的频谱运用率，并能很好地按捺码间搅扰。
3．1 OFDM调制原理
图2为OFDM调制的根本原理图。设OFDM符号周期为T，在一个周期内传输N个码元
为复数，Xn调制第n个子载波exp(j2πfnt)，则组成的OFDM复信号为：
其间第n个子载波频率挑选为：
式中，X(k)是接纳端第k路子载波的输出信号。
从式(4)看出，它与发送端的第k路子载波信号持平，这样可正确解调出该载波的原信号X0,X1,…XN-1。
3．2 OFDM技能的优缺陷
OFDM选用数据并行传输的多载波技能，将高速串行数据分解为多个并行的低速数据，运用N个子载波把整个信道分红N个子信道，这些子信道并行传输信息。
这样每个子载波上只传输少数的数据，每路数据的码元宽度加长，然后削减码间串扰影响。又因为每路选用窄带调制，能够减小频率挑选性衰减的影响。OFDM技能具有以下长处：
(1)抗频率挑选性式微对立频率挑选性式微经过分配OFDM的子信道完结。假如信号在某些子信道式微严峻，低于信噪比门限，只需封闭这些子信道，由其他子信道完结传输使命。这样可减小传输中的误码率，保证数据的完整性。
(2)技能上简单完结运用OFDM技能。子信道选用M-PSK或M-QAM调制办法，调制运用IFFT，而解调运用FFT，硬件直接运用DSP或FPGA完结，体系复杂度大大下降。
(3)频谱运用率较高在相同带宽的情况下，当子载波数目添加时，因为OFDM子载波之间无像FDM的维护频带，而选用正交函数序列作为副载波，相邻子载波的频谱主瓣彼此正交并堆叠，载波距离抵达最小，这使得OFDM技能在运用相同频带时具有更高的频谱运用率。
(4)抗码间搅扰(ISI)才能强在电力线信道中，因为存在多径效应，多个信号在不同的途径传输，所以抵达接纳机时会有一守时延，这就形成ISI。 OFDM将高速的串行数据切割为N个子信号，这样切割后码元的速率下降了N倍。周期延伸N倍。一起再在码元问参加维护空隙和循环前缀，这样只需数字码元周期大于最大延时时刻就能够有用按捺ISI搅扰。而OFDM技能的缺陷如下：(1)对频率与守时的要求特别高，同步差错不只形成输出信噪比下降，还会损坏子载波间的正交性，形成载波间搅扰，然后大大影响体系功能；(2)OFDM信号的峰值平均功率比往往很大，使其对放大器的线性规模要求高，一起也下降放大器的功率。
4 根据OFDM的电力线载波体系
图4为高压电力线载波体系组合。整个体系由电力线载波设备、电力线路和耦合设备组成。
4．1 耦合模块
耦合设备包含阻波器、耦合电容器、组合滤波器。电力线载波设备的作用是调制解调原始信号，使其满意通讯质量要求。耦合电容器和结合滤波器组成一个带通滤波器，经过高频载波信号，并安排电力线上的工频高压和工频电流进入载波设备，以保证人身、设备安全。线路阻波器串接在电力线路和母线之间，是对电力体系一次设备的“加工”，故又称为“加工设备”，是经过电力电流、安排高频载波信号漏到电力设备(变压器或电力线分支线路)，以减小变电所或分支线路对高频信号的介入衰减，以及同母线不同电力线路上高频通道之间的彼此串扰。需求留意的是：耦合%&&&&&%器应接接地刀闸，以便于高压载波通讯设备的检修。
4．2 电力线载波模块
电力线载波模块是体系规划的中心．图5为根据OFDM的调制解调模块框图。
该模块是根据DSP规划，其数据传输流程：在发送端，二进制数据首要经过PC机串口传送到UART器材，经过UART器材串并转化，并行数据由UART并口输出给DSP并口，DSP再对数据进行调制算法处理，然后数据经过D／A转化器，将数字信号转化为模仿信号，并发送到信道中；在其接纳端，A／D转化器输入端接纳信道中传输的模仿信号，首要将模仿信号进行A／D转化，然后，将转化的数字信号经过DSP进行解调的算法处理，数据再由DSP并口传送给 UART，然后完结并串转化，再由PC机串口发送给PC机。
5 结束语
介绍了OFDM技能的根本原理，理论研讨并完结以高压电力线为前言的信号传输，给出硬件结构图。跟着通讯技能的进一步完善，以及相应器材产品的研讨和开发，电力载波通讯将会有更好的开展。
