电力线通信系统中通信信道与背景噪声建模与仿真(2)

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结论 28

致谢 29

参考文献 30

1 绪论

电力线通信（Power Line Carrier Communications，简称 PLC）是以电力线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种通信方式[1]。随着对电力线通信技术的研究，电力线通信技术发展迅速，在通信相关领域取得大量突破，这也使电力线通信系统受到越来越多的关注，成为解决宽带网络“最后一公里”问题极具竞争力的方案，也使电力线通信的大规模运用打下了良好的基础。

本章通过对相关文献的阅读分析，概述了本课题的研究背景及意义，并简述了电力线通信技术的特点，发展现状，并提出本课题研究的主要内容。

1.1 背景及意义

电力线网络是目前世界上分布最为广泛的物理网络，相比于其他的有线信道如光纤、同轴电缆，它的分布范围更广，几乎涵盖了每一户家庭，只要有电的地方就会有电力线的存在。相比于其他的有线网络，如果能够将现有的电力向网络用来进行通信，不但会大大降低网络铺设的成本，减少网络架设的前期投资，还因为电力线网络的维护设备齐全，减少维护的难度与成本，大大加快网络在偏远地区的普及。作为一种最为广泛分布的物理媒介，长期以来只是被单一地用来传输电力，在通信上的应用却一直未得到快速的发展，电力线通信技术的发展已经经历了很长的一段时间，但是由于电力线的不稳定、干扰大极大，它的应用频带和传输速率受到了极大的限制，所以一直不成熟，也鲜为人知。所以利用现有电力线网络，通过电力线通信技术构建起能普及电力线通信网是一个非常有价值的研究方向，而目前国内外的学者也在电力线通信领域做出大量工作，取得一些关键性的突破[2-3]。论文网

虽然在上世纪九十年代年美国电子工业协会的 Cebus 研究会已经对电力线通信的发展前景表示看好并将其视为下一代的宽带接入的常用设备，但是电力线网络要达到同轴电缆，光纤通信那样普及还有一困难和问题需要解决。这些问题集中在：（1）信道内干扰严重（2）带宽窄。

因此，电力线网络信道中各种干扰噪声是影响电力线通信可靠性的主要因素之一。电力线网络由于接入了大量不同的用电设备，所以各种用电设备产生的大

量噪声也多种多样，这使在相同的传输速率下电力线通信的误码率大大增加，降低了通信质量。这也使对电力线信道的噪声干扰的研究与其他通信信道相比复杂许多，另外电力线通信信道除了复杂的噪声干扰特性还由于其接入负载的复杂性和时变性有着特殊的衰减特性和多径效应。所以根据电力线通信信道中的噪声建立起相对精确的噪声模型和电力线通信信道模型对电力线网络中的噪声干扰以及信道模型的研究极为重要，这也为实现高速可靠的电力线网络的通信提供基础。

1.2 电力线通信技术及其特点

1.2.1 PLC 技术的概述

电力线通信通以电力线作为传输媒介来传输数据以及语音服务。随着网络技术的发展，网络运营商也在尝试使用电力线网络来提供宽带服务。

目前电力线通信的主要应用方向包括两个方面[4]：（1）不改变家庭现有的电力线路路布局，直接构建网络，实现计算机与家庭电器之间的互联，近年来日益兴起的智能家居是其中的代表；（2）利用电力线传输宽带信号，通过电力线调制解调设备直接接入宽带网络，实现电力线上网，目前国内外部分运营商已经就此进行了相关实验，部分运营商已经开始提供相应的服务。因此 PLC 为宽带网络发展提供了另一条道路，也因为其经济、方便的特点受到越来越多的关注，也为实现电视网络、手机网络、电脑网络和输电网络四网合一带来美好前景。