0引言
电力线通信(powerlinecommunications,PLC)是以电力线作为通信媒介的一种通信方式。电力线从来就不是一种理想的通信介质,但随着技术的不断进步,特别是调制技术及微电子技术的发展,使得PLC的实用化成为可能。如何进一步提高在电力线的通信性能,实现高速、可靠的长距离通信,依赖于对通信信道特性的准确把握。电力线通信信道环境的恶劣,使得对其信道模型的建立显得更为重要。由于电力线是非专用通信线路,其中各种干扰的时变性、随机性等特点,使得建立其通用的精确模型困难很大。一般都是通过对电力线进行大量参数测定后,根据统计数据,参照无线通信的信道分析建模方法,给出特定环境下的相对模型。本文在对电力线噪声进行分类讨论后,对三种主要噪声给出较为准确的试验数据统计模型。
1电力线通信信道特点
由于低压电力线主要任务是在短距离内对50/60Hz电能实行分配,故与专用的通信线路相比,其信道环境极为恶劣。主要有:
(1)在广阔的范围内遇到干扰信号。如用户的各种电气设备,特别是陈旧的和有质量缺陷的电器,会给电力线上传送的信号带来灾难性的干扰。
(2)电力网络上的阻抗随负载的变化而会有大幅度的变化,且具有较强的时变性。
(3)由于存在较强的衰减特性,使得电力线上的各个节点表现出的性能也不尽相同。
影响电力线通信可靠性的主要因素有:噪声电平高、阻抗变化大、信号电平衰减剧烈等。所以在对低压电力线通信信道建模时需要考虑噪声、阻抗和衰减三方面。本文将主要对噪声特性进行分析与讨论。
2电力线噪声及其分布
电力线上的噪声源分为非人为噪声和人为噪声。非人为噪声是自然现象所引起的,如雷电在电力线上引起的噪声;人为噪声来自各种电器、机电产品和电力线自身引起,电力线的主要噪声并不是加性白高斯噪声,基本特性是极短的时间周期内都可能发生变化。
2.1噪声分类
低压电力线上的噪声一般划分为5种类型,其功率谱分别如图1中所示。
(1)有色背景噪声
由电力线上各种噪声源产生的组合干扰,是一种随时间缓慢变化的随机干扰,其功率谱密度(PSD)随频率增加而减小。
(2)窄带噪声
来源:山西电子技术