低压电力线载波通信技术研究进展
浅谈电力线载波通信技术
浅谈电力线载波通信技术
摘要：当今世界，作为输送能源的电力线是一个近乎天然、入户率绝对第一的物理网络。而电力线现在的功能仅仅是传送电能，如何利用网络资源潜力，在不影响传输电能的基础上实现窄带通信或宽带通信，使之成为继电信、电话、无线通信和卫星通信之后的又一通信网，是多年来国内外科技人员的又一目标。要使电力网成为一个新的通信网，技术手段只有载波通信。电力线载波通信就是以电力网作为信道，实现数据传递和信息交换。因为电源线路是每个家庭最为普通也是覆盖最为宽广的一种物理媒介，其覆盖面超过有线电视网络甚至电话线路，同时由于利用现有的电力网实现数字通信，可以大大减少通信网建设的费用，因而利用电源线路实现数据通信的技术有着可观的经济效益和应用前景。
关键词：电力线 通信 载波
一、概述
电力线载波通信是利用电力线作为传输通道的载波通信，是电力系统特有的一种通信方式。它根据频率搬移、频率分割原理，将原始信号对载波进行调制，搬移到不同的线路传输频带，送到电力线上进行传输。由于通信所使用的频率一般在几百KHZ以上，因此可以避开50HZ工频电流的干扰。和其他通信方式相比，具有投资少、施工期短、设备简单、通信安全、实时性好、无中继和通信距离长等一系列优点。
从六七十年代以来，利用10kV以上中高压电力线作为信号传输通道的电力线载波电话已经获得广泛应用，对高压电力线进行高频信号传输的研究已经非常深入和成熟。但在220V/380V低压电力线上进行信号传输，与高压电力线载波通信有很大区别，突出表现在工作环境恶劣、线路阻抗大、信号衰减强、干扰大且时变大等特点。因此，在使用电力线作为信号传输媒介之前，需要对它的信道特性进行分析。
二、电力线载波通信中信号传输特性
由于电力线并不是专为传输信号而设计的，所以有必要分析高频信号在电力线中的传输特性。影响电力线载波传输质量的主要因素有：电力网络的阻抗特性、衰减特性及噪声的干扰。前两者制约信号的传输距离，后者决定数据传输的质量。
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
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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。这就使其信号衰减值严重时会达到100dB以上，很难做到输入阻抗的匹配，因此，在设计载波发射机时，难以保证载波机的输出阻抗和电力线的输入阻抗相匹配，从而给通信系统设计带来一定的困难。另外当电力线路负载严重时，发送耦合电路的内阻也不可忽视，它也会分去相当一部分功率。图1（略，详见《电工仪表与公用表计行业信息》第7期）用对数绘出了实测的输入阻抗与频率的关系数据。
电力线载波通信技术应用现状分析
电力线载波通信技术应用现状分析
发表时间：2019-04-11T14:41:25.187Z 来源：《基层建设》2019年第2期 作者： 吴博一
[导读] 摘要：电力电网建设中电力线载波通信技术是常见通信方式，该技术传输信号的方式是利用电力线载波原理。
国网齐齐哈尔供电公司 黑龙江齐齐哈尔 161000
摘要：电力电网建设中电力线载波通信技术是常见通信方式，该技术传输信号的方式是利用电力线载波原理。只需要电力线，不需要二次架设网络，实现数据通信。输电网络输送电流时，用电力线进行载波信号传送，经济性、可靠性明显。本文根据作者多年工作经验，
分析电力线载波通信技术应用，旨在为同行提供一些借鉴和参考。
关键词：电力线载波通信技术；应用；现状；分析
1、引言
电力线载波通信技术主要用35kV及以上电压等级的高压电力线、10kV电压等级的中压电力线或380V/220V用户线的低压配电线当做传输载体实现数据、语音等信息传输。电力线载波通信技术优势是不需要二次布线，通信网施工成本和运行成本大大降低。
只要有电力线，电力线载波通信就能能进行数据传输。目前智能家居采用的数据传输常见方式也包括电力线载波通信技术，因为智能家居所需数据只是在一个家庭的电网中传递，相对而言电力线载波通信技术有较强优势，弊端较弱。但若要实现远程控制家电，可以将互
联网络连接到带处理功能的路由器后再间接对家电进行控制，另外，电力载波通信技术所需要的调制解调器设备造价也低于无线路由设
备。目前电力载波通信技术应用更多集中于智能家庭、智能公用设施（例如远程抄表功能、路灯远程控制功能等）或者智能工业生产（例
如采集各类大中小型设备运行数据）。从技术角度来说，电力线载波通信技术可用于Point to Point（点对点）通信或用于架设开放网络，通
过这样的技术使每个受控设备（节点）连接进入同一个网络，实现集中采集和控制。
目前，LonWorks是Echelon公司提出的电力线载波通信模型； 电力线载波远程智能控制系统是我国凯星电子（KaiStar）提出的；瑞斯康达智能控制网络由我国瑞斯康达（Raisecom）公司提出。以上皆为电力线载波通信技术有关的网络协议和网络概念模型，可见不算太
基于OFDM的低压电力线窄带载波通信技术及其应用
基于OFDM的低压电⼒线窄带载波通信技术及其应⽤
基于固定频点的传统窄带调制技术在实际应⽤中存在通信速率低、抗窄带⼲扰和多径衰落能⼒差、可靠性不⾼等局限。结合基于OFDM 的PRIME 和G3-PLC 标准，对国内外OFDM 技术研究现状进⾏了介绍。通过分析OFDM 基本原理和同步、信道估计、峰均功率⽐等关键技术，验证了基于OFDM 的低压窄带载波具有通信速率⾼、抗多径延时﹑频率选择性衰落和突发性⼲扰能⼒强、通信可靠性⾼等优点，在远程⾃动抄表、家居智能化以及新型智能化⼩区等⽅⾯具有⼴阔的应⽤前景。
关键词
电⼒线通信；正交频分复⽤；窄带载波
基于OFDM 的低压电⼒线窄带载波通信技术及其应⽤
王智慧，李建歧，渠晓峰，赵
涛
（中国电⼒科学研究院北京100192）
摘要1引⾔
低压电⼒线载波（power line carrier ，PLC ）通信技术利
⽤⼰有的380V/220V 低压配电线作为传输媒介，⽆需另外敷设专⽤通道即可实现⼏乎所有点之间的数据传递和信息交换，被⼴泛认为是楼宇⾃动化、远程抄表、安防监控等领域替代专⽤⽹络的⼀种重要的数字通信⽅式[1~3]。从使⽤带宽的⾓度来说，PLC 通信分为窄带电⼒线载波通信和宽带电⼒线载波通信。窄带电⼒线通信技术是指带宽限定在3～500kHz 、通信速率⼩于1Mbit/s 的电⼒线载波通信技术，多采⽤普通的频率键控（FSK ）、相位键控（PSK ）等频带传输技术；宽带电⼒线(broadband over power line ，
BPL)通信技术是指带宽限定在2～30MHz 、通信速率通常
在1Mbit/s 以上的电⼒线载波通信技术，多采⽤直接序列扩频（DSSS ）、线性调频（Chirp ）和正交频分复⽤（OFDM ）等扩频通信技术[4~6]。
低压电⼒线载波信道信号衰减、噪声及输⼊阻抗的频率选择性、时变性和随机性使得基于固定频点的传统窄带
调制技术在实际应⽤中存在⼀系列局限性[7]。·对时变、频率选择性衰减不具备⾃适应能⼒。·对窄带⼲扰和多径衰落不具备抵抗能⼒。·通信速率低，⼤都为0.5～5.5kbit/s，不满⾜智能电⽹实时通信和控制以及未来基于IPv6等通信协议的应⽤需求。·通信性能严重取决于应⽤环境，可靠性不⾼。随着智能电⽹的发展，针对智能电⽹信息采集及信息交互对电⼒线载波提出的新的、更⾼的要求，寻找更贴切实际应⽤需求的可靠、⾼速窄带电⼒线载波通信技术，将成为研究和应⽤的重点。OFDM 技术由于其抗⼲扰能⼒强、通信数据传输速率⾼等优点在各种通信系统中得到了⼴泛利⽤，但是由于其实现复杂，在低压载波窄带电⼒线载波通信领域还没得到⼴泛应⽤，但OFDM 已经作为下⼀代抄表技术在欧美业界得到确定。OFDM 调制技术将数据信息调制到多个载波上，当某个频点深度衰落或被⼲扰时，其他频点可能仍处在较好的传输条件下，因⽽通过纠错编码后完整的数据信息仍然可以被正确接收。相⽐扩频265
低压电力线载波通信的应用与发展
・现场总线与网络通信・ 低压电器（２０１１Ｎｏ．９）
低压电力线载波通信的应用与发展水
魏春娟 （上海电力学院计算机与信息工程学院，上海２０００９０）
摘要：低压电力线载波通信以其覆盖范围广、连接方便、应用潜力巨大的显著特 点，而被日益关注，成为近年来研究的热点。在介绍低压电力线载波通信特征的基础 上，分析了正交频分复用和扩频技术在低压电力线载波通信中的应用，探讨了低压电力 线载波通信在远程抄表和接入Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的应用。 关键词：电力线载波通信：正交频分复用；扩频；远程抄表；电力线上网 中图分类号：ＴＮ ９１６．５２文献标志码：Ｂ文章编号：１００１．５５３１（２０１１）ｏ９－０ｏ４５－ｏ５
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ
Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
ＷＥＩ Ｃｈｕｎｊｕａｎ 魏春娟（１９８３一）， 女，讲师，博士，主 要研究方向为电力 线通信和低功耗设 计。
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，
Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｉｓｔｉｎｃｔｉｖｅ ｆｅａｔｕｒｅ ｏｆ ｗｉｄｅ－．ｒａｎｇｅ ｃｏｖｅｒａｇｅ，ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｇｒｅａｔ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ ｐｏｗｅｒ ｌｉｎｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ（ＰＬＣ）ｈａｄ ｂｅｃｏｍｅ ａ ｍａｊｏｒ ｃｏｎｃｅｒｎ ａｎｄ ｈｏｔ ｔｏｐｉｃ ｆｏｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｃｈａｎｎｅｌ ｏｆ ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ ｐｏｗｅｒ ｌｉｎｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ（ＯＦＤＭ）ａｎｄ ｓｐｒｅａｄ ｓｐｅｅｔｒｕｍ ｃｏｍｍｕｎｉｃａ一， ｔｉｏｎ（ＳＳＣ）ａｐｐｌｉｅｄ ｗｉｄｅｌｙ ｉｎ ＰＬＣ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ ＰＬＣ ｉｎ ｒｅｍｏｔｅ ｍｅｔｅｒ ｒｅａｄｉｎｇ ａｎｄ ａｃｃｅｓｓｉｎｇ ｌｎｔｅｒｎｅｔ ｗａｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｏｗｅｒ ｌｉｎｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ（ＰＬＣ）；ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌ，ｌｅｘｉｎｇ（ＯＦＤＭ）； ｓｐｒｅａｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ；ｒｅｍｏｔｅ ｍｅｔｅｒ ｒｅａｄｉｎｇ；ｐｏｗｅｒ Ｈｎｅ ａｃｃｅｓｓｉｎｇ ｎｅｔｗｏｒｋ
电力线载波技术在电动车充电桩通信中的应用研究
电力线载波技术在电动车充电桩通信中的应用研究
随着电动车的普及，充电桩的需求也日益增长。为了实现充电桩与电动车之间的高效通信，电力线载波技术成为一种重要的解决方案。本文将对电力线载波技术在电动车充电桩通信中的应用进行研究。
首先，我们来了解一下电力线载波技术。电力线载波技术是指利用电力线进行通信传输的技术。在电动车充电桩中，电力线就成为了充电桩与电动车之间进行通信的媒介。这种技术可以避免传统有线通信的布线问题，减少成本。
在电动车充电桩通信中，电力线载波技术的应用主要有以下几个方面。
首先是充电桩状态监测与控制。电力线载波技术可以实现对充电桩进行远程监测与控制。通过在电动车充电桩中植入电力线载波模块，可以将充电桩的状态数据通过电力线传输到监测中心，实现对充电桩的实时监控。监测中心可以远程控制充电桩的启停，调整充电功率等，提高电动车充电桩的管理效率和实用性。
其次是充电桩与电动车之间的通信。在电动车充电过程中，电动车需要与充电桩进行通信，以实现对电动车的充电过程进行控制和管理。电力线载波技术可以在电动车充电桩中实现数据传输，使得充电桩可以向电动车发送充电指令，监测充电状态，并实时显示电动车的充电信息。这样，电动车用户可以通过充电桩的显示屏了解当前充电情况，提高充电体验。
此外，电力线载波技术还可以实现充电桩之间的通信。在电动车充电桩的布局中，常常需要同时支持多个充电桩的充电需求。通过在各个充电桩中使用电力线载波技术，可以实现充电桩之间的数据传输和通信，协同工作，提高充电桩的利用效率。例如，当一个充电桩已经被占用时，其他空闲的充电桩可以通过电力线载波技术进行通信，选择其他充电桩进行充电，避免排队等待的情况。 此外，电力线载波技术还可以用于电动车充电桩的安全防护。通过在充电桩中使用电力线载波技术，可以实现对充电桩的防盗、漏电保护等功能。当充电桩发生异常现象时，例如，充电桩被非法入侵或发生漏电等情况，电力线载波技术可以通过传输报警信号，及时通知管理部门并采取相应措施，保障充电过程的安全。
低压电力线载波扩频通信系统的应用研究
低医电力线载波扩频通信系统的 属硪究 江苏电器（２００７ Ｎｏ．１）
低压电力线载波扩频通信系统的应用研究
周移华，郑建勇 （东南大学电气工程学院，江苏南京２１ ０ ０９６）
摘要： 分析了目前低压电力线载波通信的应用现状，阐述了扩频通信的基本原理，介绍了在低压电 力线上实现数据通信的扩频载波芯片ＰＬ３２０１的功能，提出以芯片ＰＬ３２０ｌ为基础，构建低压电力线载波扩频 通信的系统及其在自动抄表系统中的应用。 关键词： 低压电力线载波通信；ＰＬ３２０１芯片；扩频通信 中图分类号：ＴＭ７６３；ＴＮ９１４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—３１７５一（２００７）０１—００２５—０３
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｌｏｗ－ｖｏｌｔａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｗａｖｅ Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ＺＨＯＵ Ｙｉ—ｈｕａ．ＺＨＥＮＧ Ｊｉａｎ—ｙｏｎｇ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，№ｎｊｉｎｇ ２１００９６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎａｌｙｓｉｓ ｗａｓ ｍａｄｅ ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｓｔａｔｅ ｏｆ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｏｗ—ｖｏｌｔａｇｅ ｐｏｗｅｒ ｌｉｎｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｗａｖｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ． ｄｅｓｃｒｉｂｉｎｇ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｓｐｒｅａｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ．ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｐｒｅａｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｃａｒｒｉｅｒ ｗａｖｅ ｃｈｉｐ ＰＬ３２０１ ｗｈｉｃｈ ａｃｈｉｅｖｅｓ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｎ ｌｏｗ—ｖｏｌｔａｇｅ ｐｏｗｅｒ ｌｉｎｅ，ｒａｉｓｉｎｇ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｔａｋｅ ｃｈｉｐ ＰＬ３２０１ ａｓ ｔｈｅ ｂａｓｅ，ｔｏ ｂｕｉｌｄ ｕｐ ｌｏｗ—ｖｏｌｔａｇｅ ｐｏｗｅｒ ｌｉｎｅ ｓｐｒｅａｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｃａｒｒｉｅｒ ｗａｖｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｋＷｈ ｍｅｔｅｒ ｒｅａｄｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｏｗ—ｖｏｌｔａｇｅ ｐｏｗｅｒ ｌｉｎｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｗａｖｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；ｃｈｉｐ ＰＬ３２０１；ｓｐｒｅａｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
基于低压电力线的通信技术与实现
基于低压电力线的通信技术与实现刘 侃 肖 鑫 刘 扬（武汉纺织大学 湖北 武汉 430200）程PL3201芯片采用的就是CDMA技术，其在单相多功能数字电能0 引言表芯片产品中有优异表现。低压电力线载波通信（Power Line Communication）是3）正交频分复用技术OFDM是将信道分成若干正交子信利用现有的低压电线网络作为载体，进行信息传输。近年来，道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到每个随着电力系统的发展，利用现有的电力线网络系统能提供低成子信道上进行传输。OFDM有很强的抗波间干扰和码间干扰的能本高效益的网络服务。然而我国电力线组网复杂，干扰强、负力。同时也有易受载波频偏的影响，峰值平均功率比过大，带荷情况复杂、信号衰减大等因素，严重的影响通信的质量。因宽利用率不高的缺点。采用OFDM技术的是深圳力合微电子此，对于低压电力线载波有必要进一步具体分析。LME2980芯片。LME2980的瞬时速率可达36kbps，工频过零传输1 国内外发展历程及现状平均速率超过10kbps。国外对电力线载波的研究已有一百多年。目前已有多个国4）多载波码分复用技术MC-CDMA。MC-CDMA是OFDM和际研究机构对高速电力线载波技术进行研究和开发，并取得了CDMA相结合的技术，信息先通过一个扩频码扩频，然后将扩频优秀的成果，产品的传输速率也从初期的1Mbps提高到后的数据分别调制到子载波上进行传输，最后在接收端进行解24Mbps，48Mbps，甚至85Mbps。与国外相比，国内对电力载波调和解扩，还原出原始信号。MC-CDMA具有二者的特点，能有通信的研究起步较晚，但发展迅速。国内研究正由早期利用国效地避免时延扩展所带来的影响，具有抗多径、码间和波间干外的电力载波调制技术和芯片进行研发，向适合我国电网复杂扰能力强、容量大、有效地克服子载波受深衰落的影响和极高的信道特性的调制技术和载波芯片研制转变，并已经取得了一的频带利用率，非常适宜于PLC高速数据传输。些重大的进步。2.3 电力载波通信芯片和模块的研制2 低压电力载波通信技术研究目前国内可以使用的芯片主要是国外进口的通用电力载波2.1 低压电力网络的特点芯片（如美国埃施朗echelon公司的PL3170系列芯片）和国内低压电力载波通信技术有着许多优势，只要有电的地区都自主研发的电力载波芯片（如长沙新竹数公司的XZ386芯片、有电力线的存在，所以作为数据传输的载体，与其他的通信方深圳力合微电子公司的LME2980芯片等）。下表为国内市场上式相比有以下几个优势：各种芯片模块进行分类介绍。1）价格优势。电力线载波通信的载体是电力线，无需再表1 国内市场上电力载波芯片及模块介绍铺设宽带和光缆线路，它不需要高昂的发送和接收设备。2）使用优势。当设备的输入端和输出端接入电源后，即接入了电力线。3）电力网络覆盖度高，应用前景广阔。电力线网络普及程度远胜其他通信网络，为实现物联网奠定了坚实的基础。目前国内的电力网络信道特别复杂，通信环境也十分恶劣。在实际使用中，电网上负载数量多、种类复杂、随机性等因素的影响，对输入阻抗、噪声干扰、信号衰减等方面都有较大影响[2]。2.2 关键技术分析为了克服低压电力线存在的各种噪声和干扰、降低信号的衰减，研究表明可以用调制技术来提高系统的抗干扰和抗噪能力[3]。下面对目前流行的调制技术做简单分析：1）二相频移键控技术BFSK。二进制频移键控调制方式的特点是转换速度快、抗干扰能力强、稳定度高且易于实现，但其传送效率比较低。目前青岛东软PLCi36G-III-E芯片和鼎信TCC081C芯片正是采用的BFSK技术。其通讯速率最高达9600bps，具备通信中继能力，可自动实现载波节点侦听、主动上报等功能。 2）码分多址技术CDMA，CDMA为每个用户分配特定地址码，地址码之间具有准正交性，使用伪随机码进行调制，使原带宽扩展，接收端进行相反的过程进行解扩得到最终的信号。CDMA具有抗干扰能力强、保密性能好、易于实现码分多址、具有抗衰落、抗多径干扰能力。CDMA也有缺点，如果不同用户的扩频码不是完美正交的，则CDMA系统性能将降低。北京福星晓3 低压电力载波技术的应用低压电力线载波通信具有无需重新布线、不占用无线频道资源、造价低、维护简单等优点，在我国的应用也越来越广泛。目前典型的应用包括以下3方面。3.1 智能家居科技以人为本，随着科技的发展，人们对家庭生活的安全、舒适、便捷等方面的要求越来越高。你是否会为家里数量繁多的遥控器而烦恼？经常找不到遥控器，也不容易分辨具体是控制哪个电器。智能家居就是人们所期待的，可以通过电力线传输把所有的电器设备统一控制，只要有插座的地方就可以接入网络。电力载波智能家居系统成本低廉，系统稳定，信息安全度高，因而是智能家居组网的首选方式。电力载波系统主要由外部网络、内部网络、智能网关、连接方式等子系统组成，它们都不是独立的，而是和其他子系统相互关联、融合为一个整体，并相互响应做到真正义上的智能中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）1110025－01
低压配电网电力线载波通信与新技术
近年来，电力线载波通信(PowerLineCommunication，PLC)技术已经成为通信系统中新
的研究热点，它被看成一种未来重要的现场设备总线通信技术。然而，作为一种具有光
明前景的通信方式，电力载波通信由于具有时变性、频率选择性等固有特点，使其在具
体应用中还存在很多问题等待解决。
电力载波通信特点
1、电力线载波通信技术概况
电力线载波通信(PLC)是指利用专用调制解调器对信号进行调制，然后把信号加载到
现有电力线中进行通信的技术。早在20世纪20年代电力载波通信就开始应用到l0kV配电网络线路通信中，利用电力载波机和阻波器，在中高压配电网中传输语音、控制指令
和系统状态等信息，并形成了相关国际和国家标准。对于低压配电网来说，许多新兴的
数字技术，例如扩频通信技术、数字信号处理技术和计算机控制技术等，大大提高和改
善了低压配电网电力载波通信的可用性和可靠性，使电力载波通信技术具有更加诱人的
应用前景。为此，美国联邦通信委员会FCC规定了电力线频带宽度为100～450kHz；欧
洲电气标准委员会(CENELEC)的EN50065—1规定电力载波频带为3～148.5kHz。这些
标准的建立为电力载波技术的发展做出了显著贡献。尽管如此，低压配电网电力线载波
通信中的很多问题仍没有得到很好解决。同时，随着电力载波应用领域的推广和扩大，
低压配电网电力载波通信成本问题、协议(标准)问题、安全问题等一系列问题也开始浮
出水面。低压配电网电力线载波通信的实用化还面临着许多考验。
2、电力线载波通信特点
就低压配电网来说，电力线载波通信一般具有以下特点：
(1)通信信道的时变性对载波信号来说，低压电力线是一根非均匀分布的传输线，各
种不同性质的电力负载在低压配电网的任意位置随机地投入和断开，使信道表现出很强
的时变性。
(2)通信信道的频率选择性正是由于低压配电网中存在负荷情况非常复杂、负载变化
幅度大、噪声种类多且强等特点，各节点阻抗不匹配，信号很容易产生反射、驻波、谐
对低压电力线载波通信技术的探讨
Vol.28No.2Feb.2012第28卷第2期（下）2012年2月赤峰学院学报（自然科学版）JournalofChifengUniversity（NaturalScienceEdition）
1这种技术特性的分析1.1低压电力线载波中的信号特性分析由于从上世纪六、七十年代以来,利用10kV以上中、高压电力线作为信号传输通道的电力线载波电话已经获得广泛使用,对高压电力线进行高频信号传输的研究也已非常深入和成熟.但是,在220/380V低压电力线上进行信号传输,与高压电力线载波通信有较大的区别,突出表现在工作环境恶劣、线路阻抗小、信号衰减强、干扰大且时变性大等特点.我们知道,低压电力线上的信号衰减特性和干扰特性非常复杂,而且随机性、时变性大,难以找到一个较为准确的解析式或数学模型加以描述,这也是为什么长期以来对低压电力线高频信号传输特性的分析多以定性分析和实验数据测试分析为主的原因.即使有些学者提出了一些模型,但是这些模型也往往是附加了许多假设和限制,因而也是不精确的或适用面很窄.这种精确数学模型的缺乏,对低压电力线载波通信设备的设计提出了很高的要求,即要求其有很好的自适应能力.但同时,出于实用角度的考虑,为了获得合理的性价比,又要求其成本要限制在一定的范围内.这些对系统设计而言是一项挑战.1.2扩频通信技术的应用目前常用的扩频技术包括直接序列调制、调频扩频和利用扫描频率进行载波三种，虽然现在运用载波通信技术还很困难，但是可以利用特殊的技术运用低压电力线来改善通信的信道,当下，低压的电力线载波通信正在向着扩频通信方向开展，扩频通信技术的使用,不仅可以有效的降低电力线上的衰减效果，还可以克服强大的干扰，从而提升了通信系统的可靠性.2载波通信技术应用系统的设计介绍由于低压电力线的载波通信技术在实际应用通信的质量受到很多因素的影响，这些因素中扮演重要角色的就是通讯信道的衰减性和阻抗性和噪声的干扰，而阻抗性主要会对通讯信号的传输距离造成影响，噪声的干扰却会对通讯的质量造成严重的影响.因而这两个重要的因素会对通讯的质量造成直接的影响，只有有效的研究和分析了这两个因素，才可以对低压电力载波通信技术进行相对周全或者完善的设计，因而设计方面需要注意下面几个方面；2.1由于电力线在设计的过程中采用的材料和对抗阻的设计使得其阻抗通常较小，因而使得通信系统的发送和接收端必须要严格的进行控制，避免因抗阻不匹配出现传输过程中能量的损失.2.2由于在室内的电力线上传输高频信号时会发生一定程度的衰减，而且当信号在电力线上传输时会受到一定的干扰和噪声影响，因而在设计室内的电力线为通信信道时必须要提升其抗干扰的能力，方能达成较小信噪比的通信系统，在载波通信中经常采用正交频复用和扩频的技术，扩频的技术主要具有的优点就是当信噪比小的时候可以较高和较好的对信噪比进行接收，而正交频复用的技术不仅具有扩频技术所具有的优点，还拥有多径干扰以及抗频率选择性衰落的优势.2.3在进行通信的时候要合理的对宽带和波频率进行选择，并要做到具体情况具体分析信号在频域上衰减的状况和噪声频谱的密度.如果按此优先考虑的话当然选取较低的频段，而如果优先考虑的是噪声的因素的话那么就会选取高的频段，所以在实际的生活中需要综合的考虑两方面的因素，看哪个因素占到主导地位就优先考虑那个因素，综合比较分析之后再进行频段的选取.2.4通常情况下家庭的电网分支较多，而且由于存在驻波和反射、抗阻不相匹配等现象，信号在经过不同的分支到达最终的接收端时会产生很强的多径干扰，此时如果采用rake接收机的话不仅仅可以起到抑制多径衰弱的效果，而且还能降低错误码的概率、有效的分集信号能量.2.5由于通信质量的好坏很大程度上受到了噪声的影响，对低压电力线载波通信技术的探讨张玉山（安徽科技学院，安徽滁州233100）摘要：低压的电力线载波通信就是利用低压配电线这种传输信息的媒介来传输语音或者数据的特殊的通信方式，由于电力线有广泛的网络覆盖范围，因而使得这种特殊的通信方式具有很大的市场潜力和利用价值.这项技术在国外的研究已经非常悠久，有接近百年历史，其无论在技术上还是在理论上都取得了非常大的成绩，也相对我国来说有很大的优势，因而我国很早就开始对国外的技术和理论进行研究，同时到目前也取得了很大的成绩，而由于我国拥有较为独特的电力网，而研究这项技术的工作也是近年来才开展起来，因而我们需要积极的对这项技术进行研究，本文介绍了低压电力线载波通信技术的原理、信道的特征和建模、网络组网以及分析比较了各类载波芯片和关键技术、模块等.关键词：低压电力；载波通信技术；相关探讨中图分类号：TN916.52文献标识码：A文章编号：1673-260X（2012）02-0054-02