[实用新型]电力线载波通信信道性能自动测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电力线载波通信信道性能自动测量装置，广泛应用于以电力线为传输媒介的载波通信系统中，对电力线载波通信信道进行自动测量，并以文本、图表方式给出信道准确测量结果。

背景技术

电力线数据通信技术(PLC)，是一种利用中、低压配电网作为通信介质，实现数据、话音、图像等综合业务传输的通信技术，不仅可以作为解决宽带接入“最后1km”的有效手段，而且可以为电力负荷监控、远程抄表、配用电自动化、需求侧管理、企业内部网络、智能家庭以及数字化社区提供高速数据传输平台。根据国家标准规定，将3KHz～500KHz频带范围作为电力线载波通讯的使用频段。

电力线设计的初衷是传递频率为50Hz工频电力信号，将其功能扩展到语音或者数据信号传输时将面临复杂的电磁环境，所呈现的是一种高噪声、强衰减、负荷变化剧烈、阻抗变化大、频率响应不平坦等恶劣性能，因此要实现可靠的电力线数据传输，必须针对电力线信道特性的研究。

电力线网络信道模型如图1所示，基于传递函数和外加干扰和噪声建立。通常使用多径传输模型方法，电力线上的信号衰减随频率增长有增加的趋势，并且频率越高传输线效应越明显，发生谐振的可能性越大，导致在某些频率下衰减会迅速增加。同时，电力线上的多径效应类似于无线空间信道，差别在于前者的多径传输的路线是有限的，因此，可以认为电力线是一个频率选择性的多径信道。在建立模型时，参照瑞利信道，并适当化简，可得到传递函数：

H(f)=Σi=1Nαiexp[(-η0+η1fϵ)li]exp(-j2πflivp)]]>

式中i为多径分量号，η₀和η₁为线路衰减系数；ε是衰减因子；v_p为传播速度；l_i为第i条分径的长度。

除了因线路衰减和多路传输所造成的信号失真外，噪声是影响电力线数据可靠通信的最关键因素。和其他信道不同的是，电力线信道有着较为复杂的噪声环境，它的网络结构复杂，连接的负载众多且经常发生变化，因此作用于它的噪声不能简单归结为加性高斯白噪声(AWGN)。

电力线主要噪声有：①有色背景噪声②窄带噪声③与工频异步的周期性脉冲噪声④与工频同步的周期性脉冲噪声。中压电力线平均噪声功率在-60～-70dBm/Hz左右。其中，由多种低功率噪声的叠加而成的有色背景噪声功率一般在-60～-70dBm/Hz之间，在一些频段可低于-80dBm/Hz，其整体随频率增高而减弱，且功率谱变化较慢，一般为分钟甚至小时量级；主要由通信带宽内的广播电台等其它无线通信信号造成的窄带噪声，平均占用2k～4kHz的带宽，功率较高，较背景噪声高出约30～50dBm/Hz，该类干扰一般长时稳定存在；对通信效果影响最大的是脉冲噪声，该类噪声随机产生，持续时间很短，一般为几十或者几百毫秒，绝大部分功率高于背景噪声10～30dBm/Hz，当冲激噪声发生时，噪声频段内的数据传输将可能出现严重的突发性误码。