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电力线通信(Power Line Communication,PLC)是一种采用电力线传输信息的通信方式。电力线信道中存在噪声、多径干扰和频率选择性衰落,信息在这种环境下传输,会受到极大的干扰。正交频分复用(Orthogonal Frenquency Division Multiplexing,OFDM)具有良好的抗干扰特性且可通过傅里叶变换(Discrete Fourier Transformation,DFT)实现,是现在宽带PLC技术开发中的首选调制方式。本文对基于OFDM的电力线通信系统关键技术进行了研究和FPGA实现。主要内容如下:首先,简单介绍了电力线通信的研究背景、意义及国内外发展现状。然后,依据低压电力线宽带载波通信互联互通技术规范物理层协议,先介绍物理层OFDM系统架构和物理层数据结构,再介绍OFDM系统架构中发射端扰码、信道编码、分集拷贝、添加循环前缀&加窗等的原理。其次,研究系统接收端的帧同步、符号同步、采样频率同步和信道估计技术:(1)通过MATLAB仿真,对比接收信号能量检测、双滑动窗口能量检测和基于前导的分组检测这三种帧同步技术的性能,然后从中选择性能最好的分组检测方法作为系统的帧同步方案。(2)分析符号同步偏差的影响,并通过接收端OFDM符号星座图进行展示。在MATLAB中对采用延时相关的S&C和H.Minn算法、基于本地序列的互相关算法及其改进算法进行仿真对比,确定适用于本文的符号同步算法。为了降低硬件实现的复杂度,对算法继续进行改进,最终得到一种新的符号同步算法。(3)分析采样频率偏差的影响并给出存在小数倍频偏的接收端OFDM符号星座图。本文研究的系统中,只存在小数倍频偏,选用简单的延时相关算法来进行频偏估计。通过MATLAB仿真,发现该算法在低信噪比下的估计误差较大,于是对算法进行了改进,之后对改进前后算法的实际频偏和估计频偏的均方误差进行了仿真对比。(4)优先考虑硬件实现的复杂度,本文选用最小平方(Least Square,LS)算法来实现信道估计。由于LS算法忽略了噪声的影响,在低信噪比下性能较差,因此,对该算法进行了改进。之后在MATLAB中对改进前后算法的信道估计值与实际值的均方误差以及接收端经过信道补偿的OFDM符号的误符号率进行了仿真对比。最后,依据物理层协议中的原理及改进的同步和信道估计算法,对OFDM系统的关键技术进行FPGA实现。