扩频技术在电力线载波通信中的应用的研究.pdf

[摘 要]现阶段常出现的通讯技术主要是利用电力线进行扩频载波，这种技术的应用推动了通信技术的迅速发展，但由于其本身具有的特点又使其的发展受到了一定限制。本文立足于现阶段的扩频载波通信技术的实际特点，探讨通信载波技术和扩频技术结合使用的优势，从而促进通信技术质量的有效提高。

[关键词]电力线；扩频载波技术；应用分析

中图分類号：TN913.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）31-0331-01

1、前言

以配电网为信道进行数据传输和信息交换的技术就是电力线载波通信技术，众所周知，在对电力资源的需求量与日俱增的今天，家家户户通过电力线连接起来，如果能通过电力线进行通通信，就能有效监控各种用电设备，带来一定便利性和经济性。在此基础上，将电力线这个渠道进行扩展，利用电力网为信道，将应用范围扩展到公用电话网和因特网等通信领域，将获得更加广阔的发展前景。

2、电力线扩频载波通信技术概述

扩频技术又被称为频谱扩展技术，它是通过调制和编码的形式将信息经过不与传输信息独立的码序列作为扩展频带，在这之中需要注意，信号的频带宽度要远大于被传输的频带宽度；信息最终在接受的终端通过相同的编码对其进行接受、恢复和解扩。在传输信息的过程中，由于被扩展的频谱具有较好的抗干扰、抗衰落的能力且能有效克服远近效应等优势，使得这种通信技术的应用越来越广泛[1]。

3、电力线扩频载波通信技术应用分析

3.1 扩频通信工作原理

扩频通信技术的工作原理表明该技术的调制和解调工作与传统的通信技术截然不同。该通信技术的基本运行原理概括如下：信息数据首先经过数据调制成为带宽为基带信号带宽的信号，经由扩频码发生器产生的伪随机码扩频调制基带信号，形成带宽大于基带信号带宽且功率谱密度较低的信号进行发射[2]。而在终端接受出，首先应当使用伪随机码进行扩频解调处理，注意此时的伪随机码与开始的随机码是一致的，将宽带信号恢复为正常的基带信号。在通过常用的通信处理手段解调接受到的信息数据，这就完成了通过扩频载波通信技术输送的信息数据。

3.2 配电网通信信道特点

3.2.1 高噪声

电网中常出现噪音问题，这种噪音问题主要是由于开关电源、电动机等环节，以及通过电力线工作的对讲机和较为特殊的电气设备。对于开关电源而言，其正常基波频率是在15khz到1Mhz之间或者是1Mhz以上，同时还具有振幅极大的谐波，而常见的吸尘器、洗衣机、电钻等电气设备的脉冲频率的重复度相当高，通过电力线进行对讲的对讲机工作频率在100khz～500khz之间，工作哦频带在30khz左右，那么在它工作的频带上的峰值电压在3V～7V之间，带来了噪音污染。另外，对于感应加热的装置也易产生连续性强的噪音，这种噪音会对通信系统带来极大影响[3]。

3.2.2 损耗大

信号在电力线中的传输过程当中会产生一定损耗，这种损耗主要是由于电压分压器带来的损耗或是不同类型的耦合带来的损耗，对于前者而言，电压分压器是由于线路串联电感、并联负载和并联的分布电容共同构成的。如果每个30m的串联电感为19MF，电阻的负载为300，并联的分布电容为0.44MF，这就会使得负载处的信号降低为12dB。另外，配点变压器基本上都会阻碍通信信号的传输，这就会是的配电变压器副边之间的传输信号出现60dB～100dB的衰减，次级线圈间的信号传输会降低在20dB～40dB[4]。

3.3 电力线在通信载波技术的应用

现阶段，世界已经通过网络连接成一个整体，这种连接作用是在电能的推动发展当中逐步实现的，在时代变迁的过程中人们渴望将电力网和通信网进行有机结合，推动电力事业和通信事业共同发展。电力线扩频载波通讯技术将电力线作为传播介质，并在工业控制、电力管控、远程遥控等领域得到了越来越多的应用，而在通信技术上应用电力线能有效缩短通信线路、节省频谱资源，与此同时，凡事都有利有弊，这种通信技术也带来了噪音污染和损耗巨大的问题，因此要想推动通信技术持续健康发展，就要切实革新通信技术，提出建设性的意见解决在实际应用过程中出现的问题[5]。

4、电力线扩频载波通信技术应用前景展望

现阶段常用的通信方式要求载波单元长期处于接受状态，不同的载波多采用不同的通信地址，指令只会在模块经过校验后确定正确后才会发出，之后才会按照事先规定好的要求进行反应。但是在这种处理方式之下会在一定程度上降低扩频通信的速率，为了有效提高传输速率可以通过中断数据的输送工作，当数据传输进入中断状态，就可以继续进行数据对接和输送工作[6]。

5、结束语

综上所述，扩频通信技术与传统的通信技术截然不同，主要表现在这种通信技术是通过伪随机编码扩展基带信号的频谱，发射形成的低功率谱密度信号。通过这种通信技术能使得不同的通信用户即使在同一频段、同一时间开展工作都能将互相之间的影响降到最低。另外为了有效解决电力线在通信系统应用中暴露出的不足，将载波技术和扩频技术进行有机融合，扩展了通信技术的应用领域。

参考文献

[1] 胡斌杰，陈建平.基于智能电网的电力线载波通信的研究[D].广州：华南理工大学，2014.

[2] 陈凤，郑文刚.低压电力线载波通信技术及应用[J].电力系统保护与控制，2014，（22）.

[3] 段恒炜，张越.低压电力线载波通信中的抗干扰问题分析[J].黑龙江科技信息，2013，（8）.

[4] 刘柱，汪晓岩.低压电力线载波通信组网方法[J].电力系统通信，2013，（9）.

[5] 郭军昌.智能配电网电力线载波通信可靠性研究[D].长沙：长沙理工大学，2016.

[6] 陈继，何永贵.低压电力载波技术在集中抄表中的实现[J].电力科学与工程，2017，24（4）：45-49.

作者简介

苑传林（1975年10月），男，辽宁大连人，硕士，讲师，主要从事通信技术研究、集成电路设计研究。