电力线载波通信信道特性的影响因素分析
低压电力线载波通信干扰因素的解决及其发展现状资料来源
低压电力线载波通信干扰因素的解决及其发展现状资料来源： | 2007-11-26 | 已阅65次摘要：文章主要讨论了限制低压电力线载波通信的主要因素，提出了在电力线载波通信中干扰问题的两种解决方法，扩频通信技术和OFDM技术，并展望了低压电力线载波通信在未来的发展前景。
关键词：低压电力线，载波通信，扩频通信，正交频分复用(OFDM)电力线载波通信（PLC）是电力系统特有的、基本的通信方式，它是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。
用电力线作为网络接入方案，可利用已有的电力配电网络进行通信，不需要重新布线，且电力线网络分布广泛，接入方便，多用户能够共享宽带，因此，PLC宽带接入技术具有得天独厚的优势，它也成为解决宽带网络“最后1公里”问题最具竞争力的技术之一。
但是，低压电力线并不是专门用来传输通信数据的。
它的拓扑结构和物理特性都与传统的通信传输介质，如双绞线、同轴电缆、光纤等不同。
它在传输通信信号时信道特性相当复杂，负载多，噪声干扰强，信道衰减大，信道延时，通信环境相当恶劣。
本文主要对低压电力线通讯信道的载波传输特性进行了系统的分析，提出了对信号干扰问题的两种解决方法，分别可以采用OFDM和扩频通信两种技术来克服信道中的干扰问题，而且也简要地介绍了我国现代低压电力线载波通信的发展现状。
1 信道特性分析低压电力线是给用电设备传送50Hz电能的，利用电力线实现数据传输即采用电力线载波技术。
由于电力线本身不是为通信设计的，因此其特性在很多方面难以直接满足载波通信的要求。
低压电力线信道的通信环境恶劣，存在变化的阻抗，不可预测的噪声干扰，强烈的信号干扰，强烈的信号衰减，这些都是有信道本身的特性决定的，因此，需要对信道特性进行详细的分析。
1.1 阻抗特性分析为了使耦合到电力线上的发射信号功率最大，载波机的输出阻抗应该与电力线上接受机的输入阻抗相匹配。
由于电网上有大量的电力负载和电力设备（如无功补偿电容等）随机的接入、切出，这些器件对载波信号的衰减非常严重，其高频等效阻抗变化范围很大，有时小于0.1Ω，有时候突然增大到几十欧姆。
电力线载波信道的传输特性分析
鼋 试 周 ２１ 第 ９ 刊 ０年 ５ １ 期
电 力 线 载 波 信 道 的 传 输 特 性 分 析
雷 琼
（ 西 工业 职业 技术 学 院 ， 西 成 阳 陕 陕
摘 要 ： 文 根 据 低 压 电 力 线 传 输 特 性 。 别 从 阻抗 、 本 分 信
７２０ ） １０ ０
号 衰 减 、 扰 等 几 个 方 面对 低 压 电 力 线 的传 输 特 性 进行 研 究 干
成 其 结 果 的不 可 预 测 性 。如 果 这 种情 况 刚 好 发 生 在 数 据 通 信 的过 程 中 ， 么 高 能 量 、 谱 宽 等 多 方 面 特 性 ， 造 成 一 些 单 那 频 会 位 数 据 段 乃 至 整 个 传 送 数 据 在 传 输 的过 程 中 发 生 严 重 错 误 。 措 施 可 以 克 服 及 改 善 ， 成 一 个 较 为 完 善 的低 压 电 力 线 载 波 通 信 系统 。 形
低 压 电力 线 载 波 信 道 的传 输特 性 对 于所 有 的通 信 信 道 而 言 ， 定 其 性 能 的基 本 参 数 、 讯 决 通 协 议 和错 误 控 制 码 的基 础 是 信 号 衰 减 、 阻抗 和 干 扰 。 电力 线 将 作 为信 号 传 输 媒 介 前 ， 要 先 对 其 信 道 特 性 做 简 要 分 析 。 需 低 压 电力 线 是 非 均 匀 分 布 的传 输 线 ，各 类 不 同性 质 的 负 载 在 此 根 低 压 电 力 线 的 任 意 一 个 位 置 随 机 性 地 连 接 或 者 断 开 ，这 种 现 象 引 起 信 号 在 低 压 电力 线 上 传 输 时 有 明 显 衰 减 的 可 能 性 。 而 这种 衰减 现 象 与 通 信 的 距 离 、 号 的频 率 等 方 面 然 信 都 有 着 非 常 密 切 的联 系 ； 载 的 类 型 和 数 量 ． 感 、 负 电 电容 的 分 布 等 多 方 面 影 响 因素 ，随 着 信 号 频 率 变 化 的情 况 导 致 电 力 线 上 的输 入 阻 抗 变 得 异 常 复 杂 ， 至 不 能 进 行 正 常 预 测 ： 扰 特 甚 干 性 在 低 压 电力 线 上 表 现 得 相 当复 杂 ， 过 试 验 研 究 发 现 ． 扰 通 干 的多变 性 ， 现为因时而变 、 表 因地 而 变 两 个 方 面 ， 地 而 变 的 因 情 况 是 由高 频 信 号 在 低 压 电力 传 输 线 上 的传 播 过 程 中 产 生 的 谐 振 、 波 等原 因所 造 成 。 由 此得 出 ： 号 衰 减 和 干扰 特性 在 行 信 低 压 电 力 线 上 的 传 输 的 过 程 当 中具 有 时 变 性 、 随机 性 大 的 特 点 ， 况 也 较 复 杂 ， 就 要 求 电力 线 载 波 通 信 有 很 强 的 自适 应 情 这 能力。 二 、 压 电力 线 传 输 干 扰 特 性 低 低 压 电 力 线 传 输 干 扰 特 性 分 析 值 得 我 们 认 真 研 究 和思 考 的 问 题是 干扰 在低 压 电 力 线 上 传 输 具 有 的特 殊 性 质 是 使 得 数 据通 信 在 低 压 电 力 线 上 进 行 。 电 力 线 上 的 干 扰 有 人 为干 扰 和 非人为干扰两种： 人 为干扰对数据通 信有更为严重 的影响 ． ① 它是 由 连 接在 电力 线 上 的 用 电 设 备 造 成 的 ；② 一 些 自然 现 象 是 指 非 人 为干 扰 ， 比如 雷 电天 气 在 电力 线 上 所 引 起 的 干 扰 。 干 扰 可以近似地分 成四类 ： 期性连续 干扰 、 期性 脉冲干扰 、 周 周 随 机 产 生 的突 发 性 干 扰 和时 不 变 的连 续 干 扰 。 前 两 类 干 扰 一 般 情 况 下 占主 导 地 位
电力载波传输特性
电力载波传输特性电力载波目前的应用领域主要集中在家庭智能化、公用设施智能化（比如远程抄表系统、路灯远程监控系统等）以及工业智能化（比如各类设备的数据采集）。
虽然电力载波有不需要重新架设网络就能进行数据传递的优势，但是电力线载波通讯因为有以下缺点，导致不能大规模应用。
1、配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送。
2、电力线存在本身固有的脉冲干扰。
目前使用的交流电有50HZ 和60HZ，其周期为20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出现两次峰值，两次峰值会带来两次脉冲干扰，即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰，干扰时间约2ms，因此干扰必须加以处理。
有一种利用波形过0点的短时间内进行数据传输的方法，但由于过0点时间短，实际应用与交流波形同步不好控制，现代通讯数据帧又比较长，所以难以应用。
3、电力线对载波信号造成高削减。
当电力线上负荷很重时，线路阻抗可达1欧姆以下，造成对载波信号的高削减。
实际应用中，当电力线空载时，点对点载波信号可传输到几公里。
但当电力线上负荷很重时，只能传输几十米。
4、低压电力网组网结构复杂，线路干扰噪声强、阻抗变化大、信号衰减大，用低压电力线路作为通信传输介质，技术难度高。
电路载波两个设备之间的传输距离受线路特性的影响，而一次成功的通信，首先要满足本地接收信号的解调信噪比。
根据中国电网的实践经验，500M 以内的范围是单级载波可靠传输的理想距离。
如果需要远距离传输，肯定需要中继。
那么使用中继传输，就构成了树形拓扑结构。
这种结构虽然降低了通信线路的成本，但增加了网络复杂性。
网络中除最低层节点及其连线外，任一节点或连线的故障均影响其所在支路网络的正常工作。
另外，电力载波的传输速率最高为600bps，无法实现实时数据传输。
影响电力线载波通信信道特性的相关因素
语 音和数据信息， 达到通信的目 的 随 着低压载波、 扩频技 术等应用于电力线载波通信技术中 ， 载波通信相关的产品和专业技 术得到 了 极 大的丰富和提 高， 文章介绍了电力线载波通信技 术的特点及发展 历史， 分析 电力线载波通信信道的特点及影响信
道特性的因素， 以期为读者提供 一些有价值 的参考 关键词 ： 电力线载波通信； 信道特性 ； 影响因素
线 载波通信系统 中的传 输信号质量 造成损 害， 影响传输 的 信道传 输特性 的影响尤为严重 ， 损害 了 传 输信号的质量。 吲
化影 响阻抗的波动， 阻抗不 匹配 和网络拓扑机构 导致 电力
电力线载波通信信道具有很强的时变性， 传输数据信号 线传输 的多径 效应明显， 这 些因素都会 影响到电力线载波
备种类繁多， 环境复杂， 其产生的噪声原因和持续时间各有 不同， 可将 其分为背景噪声和脉冲 噪声。 背景噪声包括有色
图２电 力线 载 波 通 信 系统
背景噪声， 即由低强度的噪声叠加形成， 功率谱密度低 并且
随着频率的增加而减小。 还有就是常见的窄带噪声， 由中短
２ 电力线载波通信信道特性分析
速率来 分， 可将其划 分为低 速和高速； 从电压 高低 来 分， 呵 波机和耦 合器 （ 见图２ ） 。 电力线作为传输媒介是玑有电 将 其划 分为高压、 中压、 低压。 电力线载 波通信技 术运用广 经 架 设 的 电力线 路 ， 不再 需 要 重 新投 入资 金 进 行 建 设 ， 这也 泛， 但也存征着抗干扰性差等缺点。 １ 电力线载 波通信技术 电力线载波通信技术是一 种作用于电力 的传输技术， 是电力线载波通信系统广泛运用的晕要原因。 载波机 的作用 是将 要传输 的数据信息调制解调剑 电力 卜 ， 便于在电力线 中进行传输 。 耦合器是电力线载波通信系统中的甩 要单元，
电力载波通信中的干扰特性及抑制技术分析
Ｓｉｃｈｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ ｉｎｇ，Ｚｉｇｏｎｇ ６４３０００，Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｏｙ ｔｏ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒ ｉｃ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ａｎｄ ｉｔ ｃａｎ ａｌｓｏ ｂｅ ｕｓｅｄ ａｓ ａ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｌｅ ａｎｄ ｅｆ ｉ ｃｉｅｎｔ ｉｎ ｆｏｒ ｍ ￣ｉｏｎ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｉｓ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ａｎｙ ｋｉｎｄ ｏｆ ｃｏｍｍ ｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｄｙｎａｍ ｉｃ ｌｏａｄ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｅｆｆｅｃｔｓ，ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｍ ｕｌｔｉｐａｔｈ ｅｆｅｃｔ ａｎｄ ｉｍｐｕｌｓｅ ｎｏｉｓｅ ｉｎｔｅｒ ｆｅｒｅｎｃｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｉｓｔｉｃｓ，ｔ ｈ ｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏ ｆ ｓｅｖｅｒａｌ ｔｙｐｉｃａｌ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌ ｙｚｅｄ，ｆｒｏｍ ｐｅｒ ｓｐｅｃｔｉｖｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ
的 抑 制 电力 载 波 通 信 干 扰 技 术 的 可 行 性 。进 而 为 探 寻 有 效 的 抑 制 电 力 载 波 通 信 脉 冲 干 扰 的 技 术 提 供 了 有 益 的
参 考 。
关 键 词 ：电 力 载 波 通 信 ；脉 冲 干 扰 ；正 交 频 分 复 用 ；交 织 多 址 ；分 数 低 阶统 计 信 号
关于电力线载波通信技术的分析
关于电力线载波通信技术的分析使用电力线载波技术，在现有的供电网络上实现数据信号的传输，不需要另外布线，各种用电设备之间可以在花费最少的情况下，组成智能网络，如果能解决各种技术难题，实现普及，其优势是非常明显的。
借此，文章对电力线载波通信技术做出初步的分析和介绍。
标签：电力线；载波通信；自动路由1 载波技术概述电力线载波通信分为35kV以上的高压载波通信、10kV配电网的载波通信和民用（400V以下）电力线载波通信。
高压电力线载波通讯技术在电力系统内已经有成熟应用，在低压电力线上实现载波通信仍然有许多技术难点：如网络不规范、节点多、隔离多、随机干扰等，给实用化带来很大难度，这是阻碍低压电力线载波通信发展，成为通信领域上的一大挑战课题。
由于国外电力线载波modem芯片是针对本地区电网特性、电网结构，且一般是针对家庭内部自动化而设计，因此在国内使用都难尽人意。
要实现电力线载波通讯技术在国内的大面积推广，仍然需要国内芯片厂家、方案供应商、电力企业等多方合作，努力寻找各种干扰情况下的应对方案。
1.1 低压电力线载波存在的问题。
电力线上存在的复杂干扰可分为自然干扰和人为干扰。
自然干扰如雷电引起的干扰，这种干扰将影响瞬间的电力线数据通讯。
但可通过数据自动重发机制和纠错机制有效地避免此类干扰对数据通讯的影响。
人为干扰则是由连接在电力线上的用电设备产生的，对PLC数据通讯有严重的影响，不仅会造成信号误码率高，使得接受装置无法正确接受；另外，它还有可能使接收设备内部产生自干扰，严重影响整个系统的工作。
综上所述，低压电力线对传输信号的不利影响主要与低压电力网的结构、接入的负载、线上的各种噪声干扰和载波频率有关。
低压电力线路上阻抗特性、信号衰减特性和干扰特性非常复杂。
而且随机性、时变性大。
如何克服这些问题是低压电力线载波通信技术的关键所在。
1.2 低压电力线载波不同调制方式比较目前，我省主要采用的窄带调制解调技术主要有：（1）PSK相移键控。
电力线载波通信信道的分析
∑ ∑
３ 结 语
一
图 ３ 信 道 模 型
率 周 围 的 阻抗 显 著 降 低 。 阻抗 特 性 与 时 间 变化 也 存 在 很 大 关
系， 在 不 同时 间段 内会 出现 不通 的特 性 。 此 外 ， 配 电 网在 不 同 负载进 行 开 通 与 断 开 时 ， 也 会 对 阻抗 特 性 造 成 直接 的影 响 。 一 般情 况下． 白 天 负 载 多 而 阻 抗低 ， 夜 晚则 相 比 于 白 天会 有 所 升
高 。当载 波机 阻抗 和信 贷 阻抗 实现 匹配 时 ， 此 时的 耦 合 发 射 功
终上所述 ， 电 力 线 中存 在 有 非 常 复 杂 的 干扰 ， 会 对 信 号 传
输 过 程 造 成 非 常 大 的 干 扰 ．而 且 信 号 利 用 电力 线 进 行 传 输 过
程 中会 发 生衰 减 。因线 路 阻抗 特性 非 常 的复 杂 多 变 ， 实现 阻抗
匹 配是 极 为 困难 的 ．从 而导 致 电力 线 出现 了更 为 繁 复 的 多径 反射 ， 从 而 在 信 号 传输 过 程 中使 信 号 遭 受 了很 大 的 干扰 。 本 文 通过 对 阻抗 、 噪 声 以及 衰 减 等 方 面 额 特 性 进 行 分 析 ， 并提 出 了 较 为 简单 使 用 的信 道 模 型 ．对 今 后 的 载波 通 信 发 展 有 着 一 定
信 方 式 有 着 极 为 广 阔 的发 展 前 景 。 尤 其 是 我 国配 电 网 已经 实
现智能化改造 ． 进 行 载 波 通 信 不 用再 对 其 进 行 布 线 ， 对 电 网运
电力线载波通信信道特性的影响因素
电力线载波通信信道特性的影响因素作者：解然刘晓民陈鑫豪曹馨方来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第06期摘要：电力线载波通信当前被广泛的应用在电力系统中，通过将电力线作为媒介，对传输的语音与数据信息进行合理的分析，实现最终的通信目的。
在不断的创新过程中，电力线载波技术与产品越来越多，满足当前行业发展的需求，基于此，作者结合自身工作经验，对电力线载波通信信道特性的影响因素进行详细的分析研究，以供相关工作人员参考。
关键词：电力线载波通信；信道特性；影响因素随着时代不断发展，电力线载波通信技术在电力系统中被广泛的应用，并成为其关键技术。
电力线载波通信技术自身具有较大的优势，例如，其技术应用简单，布线较为灵活，可以稳定的进行传输，进而为电力系统的稳定运行奠定良好的基础，但受技术自身的性质影响，其也存在抗干扰能力较差等缺点，直接影响其技术的应用效果。
1 电力线载波通信技术分析电力线载波通信技术是当前一种应用在电力网的传输技术，其主要是利用当前的解调器，对数据信息进行合理的调制，将其调制在高频载波上，并经由信号放大器，将其功率进行合理的放大，同时促使其与电力线进行合理的耦合，从根本上实现电力线网的数据信息传输。
对于信号传输来说，其自身的传输峰值频带电压相对较低，并不会对电力线路造成损伤，以满足当前的需求。
例如，当前的电力线载波通信技术的主要应用有路灯智能监控、远程抄表、远程路灯等，可以有效的为当前的工作人员提供便利，满足当前需求。
电力线载波通信系统自身包含的内容较多，例如，载波机、电力线、耦合器等，载波机是当前较为常见的设备，其自身的作用主要是对相关的数据信息进行合理的调制，将其调制在电力上，保证其充分发挥出自身的作用。
电力线主要是作为当前的传输媒介，利用当前建设的电力线路，不需要进行重新建设，降低成本资金的投入，保证企业稳定发展。
耦合器是当前电力线载波通信系统的重要单元，其自身主要的作用是对载波机调制的数据进行合理的分析，并将其与电力线进行耦合，为电力系统的运行奠定良好的基础，满足当前的需求。