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随着社会的发展,频带资源短缺与日益增加的使用者之间的矛盾越发尖锐。提高频带利用率和开拓新的通信资源成为解决这一矛盾的两个重点工作方向。OFDM调制技术具有频带利用率高、传输速度快、抗干扰能力强等优点,能有效提高频带利用率,缓解频带短缺矛盾。基于OFDM技术的低压电力线通信利用低压电力网现有线路和设备实现高速数据通信,具有成本低廉、方便快捷等优点,为人们提供了一种新的高速通信方式。因此,对OFDM及其在低压电力线通信中的应用进行深入研究具有非常重要的现实意义。
本文首先讨论电力线通信信道的一般特性:时变特性、衰减特性、噪声和干扰特性,在此基础上构建低压电力线信道的数学模型。对OFDM调制技术的提出、基本思想、基本原理、实现方法、主要应用、性能特性等进行了较为全面的分析。针对OFDM的均衡问题,在电力线信道特性基础上就时域和频域均衡进行了探讨。深入研究了工程应用中存在的高峰均值功率比(PAPR)和同步问题。首次提出利用前置编码OFDM技术降低误码率和PAPR的方法,结合信道模型建立OFDM仿真系统,对采用未编码的OFDM、前置编码的OFDM及改进TCM编码的OFDM三种技术进行仿真测试。比较它们改善OFDM系统的误码率和降低其PAPR值的效果。
研究simulink仿真系统原理,结合操作系统硬件驱动程序,给出基于simulink的硬件嵌入式仿真平台设计方案。在此基础上,设计了OFDM模型样机实现双机通信。结果表明硬件嵌入式仿真平台可以很好地仿真OFDM系统,采用前置编码OFDM调制方法可以有效地降低PAPR值和误码率,获得较大的性能改善。OFDM技术在低压电力线载波通信中具有广阔的应用前景。