基于多进制扩频的低压电力线抄表技术的研究

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低压配电网基本覆盖了人类全部生活空间,由此电力线通信有着广泛的实用性。同时拥有着广阔的网络资源,电力线作为通信媒介实现高质量的数据传输具有很大的潜力。本文对低压电力线通信应用于电力抄表系统进行了研究。本文深入研究了多进制扩频码的产生方法及主要性能,选取了其中性能较好的两种多进制扩频码,一种是模仿产生二进制m序列的方法,采用移位寄存器产生多进制扩频码;一种是针对混沌序列采用多值量化方法构造多进制扩频码。多进制扩频码,分别进行了理论公式的推导分析,以及模拟实际扩频通信系统的MATLAB仿真,对它们的相关性、功率谱、误码率等方面的性能进行了分析,并与二进制m序列相比较,最后验证了这两种方法的可行性。分析了低压电力线信道环境,电力线通信质量的好坏主要由电力线噪声、传输线上阻抗和衰减三方面决定。通常认为低压电力线信道环境主要包含五种噪声,即有色背景噪声、窄带噪声、同电网频率不同步的周期性脉冲噪声、同电网频率同步的周期性脉冲噪声、非同步脉冲噪声。分别对各噪声进行建模仿真分析。在一定的电网环境下测试了信道传输特性,针对输入阻抗和信号衰减特性进行探讨。将多进制扩频技术和电力线信道通信相结合,设计了远程自动抄表系统方案。在软件MATLAB/Simulink仿真平台和程序编程的配合下,系统完成了多进制码的生成、调制解调、信道传输,测试了传输误码率等各项功能。仿真结果表明:多进制扩频方式有效改善了抄表系统误码率性能,更适合于电力线的抄表作业。通过系统仿真,验证并实现了多进制扩频技术在电力线上传输的优势,对于电力线通信的研究有一定的意义和借鉴作用。
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