【摘 要】
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利用电力线网络进行高速数据传输近年来已成为有线通信研究的研究热点。但由于电力线网络并不是为了进行数据传输而设计的,它对数据传输并不友好。要实现电力线的高速数据传
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利用电力线网络进行高速数据传输近年来已成为有线通信研究的研究热点。但由于电力线网络并不是为了进行数据传输而设计的,它对数据传输并不友好。要实现电力线的高速数据传输就需要克服电力线的包括频率选择性衰落、多径衰落以及复杂的噪声在内的多种缺点。而正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术具有高的频谱利用率,利用循环前缀可以很好的降低ISI(码间干扰)和ICI(信道间干扰),已在现今的通信领域崭露头角,本研究旨在设计一个基于OFDM的宽带电力线载波通信系统,其数据传输率可到10Mbps,并可以兼容HomePlug AV协议。
本文首先回顾了OFDM技术的发展史以及简单介绍了HomePlug AV协议。然后对OFDM的基本原理进行了阐述分析,介绍了OFDM的关键技术与其优缺点。由于电力线通信系统相较于无线通信系统,其差别主要在于其通信信道不同,为此,我们介绍了电力线信道特性以及常用模型,另外,还介绍了电力线信道的信道噪声种类与噪声模型,从而得到一个相对较真实的电力线信道模型。基于以上内容,设计了通信系统框图,并对系统参数进行了设定推导。之后通过仿真验证,得到各模块较优的算法。其中,着重介绍了帧结构的设定与改良,窗函数的选取,自适应算法的选择,论文不仅仅在理论上对其进行了推导,同时通过matlab仿真,展示了其中某些模块的性能效果。最后对3072点FFT以及自适应模块的FPGA实现进行了设计。其中对3072点的FFT设计时在传统的方法的基础上进行改良得到,展示了其改良效果,改良后的运算复杂度有了很大的降低。最后对工作进行了总结,并对已后的工作做了展望与探讨。
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