OFDM在电力线数字通信系统中的应用

摘要

为了满足电力线高速数字通信技术的目标和要求,即在电力线信道中传输可靠、高速的数据,论文提出采用一种基于FFT的多载波技术,即正交频分复用技术(OFDM技术)来实现通信系统中的调制解调.OFDM技术能够在抗多径干扰、信号哀减的同时保持较高的数据传输速率,在具体实现中还能够利用离散傅立叶变换而简化调制解调模块的复杂度.因此它在电力线高速通信系统中的应用有着非常乐观的前景.该文主要研究OFDM技术在电力线高速数字通信中的应用问题.文章首先分析了电力线作为通信信道的特性,讨论了电力线作为通信信道的信号衰减、多径干扰及高噪声问题.然后文章讨论了OFDM技术的基本原理、 性能分析以及关键技术,并对OFDM基带调制解调系统进行了仿真.随后文章参考Homeplug的标准,提出一种基于OFDM的电力线宽带高速通信系统的实现方案,探讨了通信系统调制解调和耦合部分的实现方法,其中OFDM调制解调部分在比较了几种可用的硬件平台之后,选定了DSP芯片TMS320C6201.最后,论文分析了TMS320C6201上的OFDM算法,包括循环前缀的添加,以及在TMS320C6201的基础上比较了OFDM中最关键的实现部分——FFT算法的效率,并对选定的FFT算法进行了优化.

目录

文摘

英文文摘

1绪言

1.1引言

1.2电力线载波通信(PLC)的发展背景与简介

1.3正交频分复用技术(OFDM)在PLC中的应用

2电力线通信信道的传输特性

2.1信号衰减

2.2多径干扰

2.3高噪声

2.4本章小结

3OFDM原理及仿真

3.1多载波技术的历史及现状

3.2 OFDM原理及其数学表达

3.3 OFDM性能分析与关键技术

3.4 OFDM性能特点小结

3.5 OFDM基带调制解调仿真

3.6本章小结

4基于OFDM的电力线通信系统方案

4.1系统参数与结构

4.2耦合模块的设计

4.3 OFDM硬件平台的选择

4.4 OFDM模块的硬件设计方案

4.5本章小结

5DSP中的OFDM调制解调算法分析

5.1基于TMS320C6201的OFDM 的软件设计流程

5.2 TMS320C6201的数据通路及其流水线工作方式

5.3基于TMS320C6201的FFT算法的选择

5.4 FFT算法在TMS320C6201上的优化

5.5循环前缀的添加

5.6本章小结

6总结

致谢

参考文献

附录1攻读硕士学位期间发表的论文