1 引言
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电力线通信PLC(Power Line Communication)技术在2001年6月国际组织HomePLUG制定的HomePLUG 1.0版标准确定后，随着各国电力公司对PLC态度的大幅转变，短期内PLC与WLAN、XDSL等其它技术合作，并待日后用户习惯与技术成熟后再进行统一整合的趋势已然成形。PLC技术可利用配电网中/低压线路传输高速数据、图像、语音等多媒体业务信号，用于低压民用电力线(110V~220V单相交流电)进行数据通信传输大抵可分为宽带接入型与家庭网络型两种解决方案。宽带接入型主要利用低压配电网，是指从中压变电站到用户电表的一对多点通讯架构，以解决最后1000米的问题。至于家庭网络型是指通过电力线在用户家中组建高速LAN。在中压线路中，可以通过其通信方式为配电自动化系统建立可靠的数据传输平台。对该技术的研究和开发将有助于充分发挥电力系统资源的巨大优势。WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
2 OFDM技术简介
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2.1 OFDM技术的历史和现状plcjs.技.术_网
电力线作为通信介质不同于其它类型，电力线上存在不同系统噪声和随机噪声,而且由于线路上一般都会有很多电力电气设备，形成不可预测的干扰源。另外，电力电气设备的使用、关闭都是无法规定的，这使得电力线的特性常常处在变化中，因此, 电力线传输特性难以用准确的数学模型来描述，电力线信道在时域上不恒定，不可控。随着数字通信、DSP、internet等技术的发展，采用抗干扰、抗阻抗失配、抗多径衰落的OFDM(多载波正交频分复用)技术逐渐克服电力线上传输特性的一些缺点, 实现了在电力线上进行高速数据通信。Chang.R.W在1966年就首先提出了OFDM的概念模型，不过解决OFDM技术工程实现问题的却是Weinstein和Ebert，他们在1971年提出了利用动态傅立叶变换(DFT)和逆傅立叶变换(IFFT)实现基带信号的调制解调的思想，使得OFDM的技术实现难度为之大幅度降低。目前OFDM技术已经在移动通信、数字视频广播(DVB)、数字音频广播(DAB)以及数字用户线XDSL序列等领域得到了广泛的应用。WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
2.2 OFDM技术的基本原理WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
OFDM是一种多载波传输技术，其最大的特点是传输速率高，对码间干扰和信道衰落具有很强的抵御能力。其基本思想是变换串行数据流为并行处理，即将串行数据转换为若干个并行数据分配给同样数目的不同的正交子载波以达到并行数据传输的目的，有效的抑制了码间干扰，也不需要复杂的信道均衡处理。P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
假设1个周期内传送的码元序列d0,d1,…,dN-1通过串——并转换器分别调制在N个子载波f0,f1,…,fN-1上,这些子载波满足正交特性,其频谱相互重叠。所谓子载波频谱正交,是指在传统的频分复用(FDMA)系统中2个相邻子载波的频率相差系统的码元传输速率为fS,2个相邻子信道的中心频点至少相差fS的3倍～5倍,以防止邻道干扰,而OFDM的相邻子载波十分接近,大大提高了频谱利用率,它们在频域上是相互交叠的。研究表明,只要子载波之间满足特定的正交约束条件,采用变频和积分的手段就可以有效地分离出各个子信道信号。WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
3 INT51X1芯片的主要特性与其功能结构
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3.1 INT51X1的主要特性与功能结构WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
INT51X1是美国Intellon公司推出的目前很完善的OFDM处理芯片，符合HomePlug1.0.1技术标准，其上行传输速率最高可达到14Mbps。它集成了USB1.1、以太网和MII/GPSI多种接口，还集成了ADC、DAC和AGC控制器，是PLC通信装置研发的一款理想处理器。INT51X1是专用于电力线的MAC/PHY集成收发器，它使用Intellon公司专有的电力数据包(PowerPacket)正交频分复用技术，84个子载波，选择采用ROBO/DBPSK/DQPSK调制方法，可以根据收发端信噪比分配子载波，用以克服噪声和多径衰落的影响。它在低信噪比信道中完成同步，不需要导频。其内部结构由I/O模块、PowerPacket MAC模块、PowerPacket PHY模块以及ADC/DAC模块组成，如图1所示:WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)