基于DSP+FPGA的电力线载波通信系统硬件设计及其实现

摘要

随着国家智能电网建设的不断发展,电力线载波通信也起到了举足轻重的作用,它是电力系统不可或缺的通信方式,同时也优化了电力资源的配置方式。随着电力系统对通信质量要求的不断提高,传统的模拟设备已经无法满足目前实际的需要；因此需要对电力线载波通信系统设备进行技术更新。为此,本文设计并实现了半数字化、数字化电力线载波通信系统及多路复接器。
　　 本文首先设计了半数字化系统,该系统是在音频侧采用数字化的处理方式,其调制解调依然是采用模拟的单边带调制解调技术；本文将着重讨论数字化系统的设计及实现方案,而数字化系统是在半数字化系统基础上对调制解调方式进行了改进,该系统是基于DSP+FPGA的数字单边带调制解调技术的数字化系统；同时本文还对多路复接器的各个模块的关键技术进行了研究,其中包括语音压缩、数字复接、V.34Modem,并完成了对多路复接器的设计。
　　 本文设计的数字化系统的硬件平台是以TMS320C6416T DSP为主处理器,EP1C12Q FPGA为协处理器和控制器；而多路复接器是以EP1C12Q FPGA为处理器；从而构成了一个完整的电力线载波通信系统的硬件平台。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 电力线载波通信技术概述

1.2 电力线载波通信的发展历程

1.3 电力线载波通信的基本原理

1.3.1 电力线载波通信系统模型

1.3.2 电力线载波通信的数字化思想

1.3.3 电力线载波通信的多路复接

1.4 本文的主要研究工作

第二章 数字化电力线载波通信系统的设计

2.1 半数字化电力线载波通信系统基本设计

2.1.1 半数字化调制通道的设计

2.1.2 半数字化解调通道的设计

2.2 数字化电力线载波通信系统的总体设计

2.2.1 调制通道的设计

2.2.2 电力线载波通信系统信道

2.2.3 解调通道的设计

2.2.4 控制单元的设计

第三章 数字化电力线载波通信系统的硬件实现

3.1 电力线载波通信系统硬件结构

3.1.1 系统硬件结构的总体介绍

3.2 低频模块

3.2.1 TLV320AIC10芯片介绍

3.2.2 基于AIC10的低频模块设计

3.3 高频调制模块

3.3.1 高频调制模块的设计

3.4 高频解调模块

3.4.1 ADS1606的介绍

3.4.2 基于ADS1606的解调模块设计

3.5 DSP模块

3.5.1 DSP芯片概述

3.5.2 TMS320C6416T的结构

3.5.3 多通道缓冲串口(McBSP)的设计

3.5.4 外部存储器接口(EMIF)的设计

第四章 数字化电力线载波通信系统测试

4.1 指标要求

4.2 测试环境及测试方案

4.3 测试结果

第五章 多路复接器的设计及实现原理

5.1 语音接口模块的设计

5.1.1 语音接口原理

5.1.2 FXO接口的DAA设计

5.1.3 FXS接口的设计

5.1.4 语音压缩模块

5.2 数字复接模块的设计

5.2.1 复接系统的基本原理

5.2.2 复接模块的设计

5.3 V.34Modern模块的设计

5.3.1 V.34 Modern关键技术

5.3.2 V.34 Modern设计

5.4 远动低速Modern模块

5.4.1 远动低速Modern的应用原理

5.4.2 远动低速Modern的实现

结束语

致谢

参考文献

作者在攻读硕士期间完成的工作