低壓電力載波通信的基本原理與關鍵技術分析

楊迪

摘 要

在電子信息科技作為主要應用科技的二十一世紀，通信成為了對人們的工作和生活產生重要甚至是決定性作用的高新科技。現代化的社會中，各項事業的發展都是高速進行的，步伐之大，節奏之快，都為人們所驚嘆，這些都依賴于通信技術，它以迅雷不及掩耳之勢使海量信息迅速為人們所知。因此，對這種通信技術的原理的了解和其關鍵性技術的分析是十分重要的，可以讓掌握其核心科技的群體獲得科技中的主動權，在競爭激烈的當今社會獲得優先發展的優勢。本文就將主要介紹低壓電力載波通信的基本原理，及其關鍵性的技術，以將這種技術推而廣之，推動整個社會對高新科技的研究和應用。

【關鍵詞】低壓電力載波 通信 原理 技術

電力載波通信在我國的應用時間尚短，但是這項技術一經傳入我國，就以極高的速度發展，并取得了驚人的成效。當前，我國的高壓電力載波通信已經發展為一種基本的通信方式，在我國的電力系統中，發揮著重要的作用。然而，低壓電力載波通信在近幾年也受到了重視，各種低壓電力載波通信技術正在迅猛發展，具有巨大的市場潛力。低壓電力載波通信就是通過電力輸電線路進行對信息的傳輸，它可以分為高壓電力載波通信、低壓電力線載波通信和中美壓電力載波通信。所以低壓電力通信只是電力載波通信中的一種，但同樣具有電力載波通信的一般優點，投資省、見效快、可靠性高，以及與電網建設同步等他特點。低壓電力載波通信在水電站、農電以及邊遠山區等地區的使用方便，更加使用于在這些地方使用。

1 低壓電力載波通信的基本原理分析

1.1 擴頻載波通信技術

擴頻載波通信技術是近年來發展起來的一項新技術，可在民用通信上得到廣泛的應用。這項技術是將所發送的信息展寬到一個比信息帶寬得多的頻帶上，然后通過接收端的接收再將其恢復到信息帶寬的一項技術。擴頻通信技術是利用偽隨機編碼來調制待傳送的信息數據，從而實現對頻譜擴散后的傳輸，然后在接收端采用同樣的編碼對其進行解調和相關的處理。

根據相關的科學理論，如果將頻帶的寬度適當地增加，就可以在較低的信噪比情況下，用相同的信息率以任意小的差錯概率進行傳輸信息。這說明，頻譜擴展技術可以很好地對信號進行隱蔽，而且還具有很好的抗干擾能力，能夠適應低壓電力網絡中的復雜的各種噪音的干擾。

1.2 正交頻分復用原理

正交頻分復用技術主要是利用相互重疊的子信通道和應用并行數據傳輸技術以及正交頻分復用技術來實現對信息的傳輸，它一種利用多載波的調制技術。這項技術可以將所要傳輸的信息分為多個子信號，然后利用這多個子信號分別對多個相互正交的子載波進行調制，隨后再同時發送，最后在接收端對這些數據進行整合，從而達到提高數據傳輸效率的目的。并行數據傳輸可以通過提高多個信號的擴散效率來有效抵抗脈沖干擾噪聲的影響。

在具體的發送過程中，首先對所發送的串行數據信號進行串并轉換，將串行數據轉換為并行數據，然后進行相應的調制，同時在碼元之間插入循環前綴，再將之前的并行數據轉換為串行數據，經過濾波以后，這些數據被耦合到低壓電力線進行信號傳播。在接收端，通過對接收到的信號的相應處理，再通過相應的變換就可以恢復到初始傳播的信號。

同擴頻載波通信技術一樣，多載波的正交頻分復用調制技術也具有很好的抗干擾能力，另外，還具有較高的帶寬利用率，而且它還靈活地將信息分配到不同的載波頻寬，因而可以很好地克服窄帶干擾和頻率選擇性衰落，而且它還可以通過與前向糾錯碼結合來實現對脈沖噪音的干擾。因此，正交頻分復用技術是在低壓電力配電網上實現高速數字的傳輸的理想選擇，它與信道編碼和交織技術的結合能夠達到可靠和有效的通信效果。

2 低壓電力載波通信的關鍵技術分析

2.1 直接序列擴頻技術

這種技術就是在發射端利用高速率的擴散序列將信號頻譜擴散出去，在接受段用相同的擴頻碼序列對信號進行擴散，將接收到的信號還原為原來的信號。這種技術的抗干擾能力十分強大，而且不易對其他的信號產生影響，也不易被其他接受裝置截獲，應用十分可靠。

2.2 多載波碼分復用技術

這項技術的就是將正交頻分復用技術直接應用于載波碼分復用技術上。它是首先將每個信號進行擴頻，再將擴頻后的每個芯片調制到一個載波上，再通過信道進行傳輸。而在接收以后，需要進行正交頻分復用的解調、解擴以及進行并行和串行之間的變換，從而實現對原始信號的檢測和恢復。多載波碼分復用技術的抗干擾能力也相當強大，而且還具有極高的頻帶利用率，能夠有效將由于時延擴展而出現的負作用避免，與正交頻分復用技術相比較，其克服子載波的衰落作用更加明顯。

另外，鏈碼自適用調制技術可以保證對信息的發送成功，因為在信息發送不成功的情況下，利用該技術可以嘗試重新發送，直到發送成功為止。自動中繼技術可以有效提高中繼信號的質量，降低誤碼率。

3 總結

當前國內外對低壓電力載波通信技術的研究和應用在通信領域已經十分廣泛，同時通信技術也逐漸滲透到了更多行業的發展中，在市場上占有巨大的應用地位和發展潛力。然而由于我國電力應用場所的特殊性和應用環境的惡劣，都對通信信道的建立設置了障礙。經過技術研究，可以通過建立相應的參考模型以及使用相應的技術對這種嚴峻的自然環境進行克服。通過對直接序列擴頻技術、多載波碼分復用技術、鏈碼自適用調制技術、自動中繼技術等相關技術的應用有效實現對低壓電力載波通信技術的應用。

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作者單位

上海海事大學 上海市 201306endprint