低压电力载波通信的基本原理与关键技术分析

杨迪

摘 要

在电子信息科技作为主要应用科技的二十一世纪，通信成为了对人们的工作和生活产生重要甚至是决定性作用的高新科技。现代化的社会中，各项事业的发展都是高速进行的，步伐之大，节奏之快，都为人们所惊叹，这些都依赖于通信技术，它以迅雷不及掩耳之势使海量信息迅速为人们所知。因此，对这种通信技术的原理的了解和其关键性技术的分析是十分重要的，可以让掌握其核心科技的群体获得科技中的主动权，在竞争激烈的当今社会获得优先发展的优势。本文就将主要介绍低压电力载波通信的基本原理，及其关键性的技术，以将这种技术推而广之，推动整个社会对高新科技的研究和应用。

【关键词】低压电力载波 通信 原理 技术

电力载波通信在我国的应用时间尚短，但是这项技术一经传入我国，就以极高的速度发展，并取得了惊人的成效。当前，我国的高压电力载波通信已经发展为一种基本的通信方式，在我国的电力系统中，发挥着重要的作用。然而，低压电力载波通信在近几年也受到了重视，各种低压电力载波通信技术正在迅猛发展，具有巨大的市场潜力。低压电力载波通信就是通过电力输电线路进行对信息的传输，它可以分为高压电力载波通信、低压电力线载波通信和中美压电力载波通信。所以低压电力通信只是电力载波通信中的一种，但同样具有电力载波通信的一般优点，投资省、见效快、可靠性高，以及与电网建设同步等他特点。低压电力载波通信在水电站、农电以及边远山区等地区的使用方便，更加使用于在这些地方使用。

1 低压电力载波通信的基本原理分析

1.1 扩频载波通信技术

扩频载波通信技术是近年来发展起来的一项新技术，可在民用通信上得到广泛的应用。这项技术是将所发送的信息展宽到一个比信息带宽得多的频带上，然后通过接收端的接收再将其恢复到信息带宽的一项技术。扩频通信技术是利用伪随机编码来调制待传送的信息数据，从而实现对频谱扩散后的传输，然后在接收端采用同样的编码对其进行解调和相关的处理。

根据相关的科学理论，如果将频带的宽度适当地增加，就可以在较低的信噪比情况下，用相同的信息率以任意小的差错概率进行传输信息。这说明，频谱扩展技术可以很好地对信号进行隐蔽，而且还具有很好的抗干扰能力，能够适应低压电力网络中的复杂的各种噪音的干扰。

1.2 正交频分复用原理

正交频分复用技术主要是利用相互重叠的子信通道和应用并行数据传输技术以及正交频分复用技术来实现对信息的传输，它一种利用多载波的调制技术。这项技术可以将所要传输的信息分为多个子信号，然后利用这多个子信号分别对多个相互正交的子载波进行调制，随后再同时发送，最后在接收端对这些数据进行整合，从而达到提高数据传输效率的目的。并行数据传输可以通过提高多个信号的扩散效率来有效抵抗脉冲干扰噪声的影响。

在具体的发送过程中，首先对所发送的串行数据信号进行串并转换，将串行数据转换为并行数据，然后进行相应的调制，同时在码元之间插入循环前缀，再将之前的并行数据转换为串行数据，经过滤波以后，这些数据被耦合到低压电力线进行信号传播。在接收端，通过对接收到的信号的相应处理，再通过相应的变换就可以恢复到初始传播的信号。

同扩频载波通信技术一样，多载波的正交频分复用调制技术也具有很好的抗干扰能力，另外，还具有较高的带宽利用率，而且它还灵活地将信息分配到不同的载波频宽，因而可以很好地克服窄带干扰和频率选择性衰落，而且它还可以通过与前向纠错码结合来实现对脉冲噪音的干扰。因此，正交频分复用技术是在低压电力配电网上实现高速数字的传输的理想选择，它与信道编码和交织技术的结合能够达到可靠和有效的通信效果。

2 低压电力载波通信的关键技术分析

2.1 直接序列扩频技术

这种技术就是在发射端利用高速率的扩散序列将信号频谱扩散出去，在接受段用相同的扩频码序列对信号进行扩散，将接收到的信号还原为原来的信号。这种技术的抗干扰能力十分强大，而且不易对其他的信号产生影响，也不易被其他接受装置截获，应用十分可靠。

2.2 多载波码分复用技术

这项技术的就是将正交频分复用技术直接应用于载波码分复用技术上。它是首先将每个信号进行扩频，再将扩频后的每个芯片调制到一个载波上，再通过信道进行传输。而在接收以后，需要进行正交频分复用的解调、解扩以及进行并行和串行之间的变换，从而实现对原始信号的检测和恢复。多载波码分复用技术的抗干扰能力也相当强大，而且还具有极高的频带利用率，能够有效将由于时延扩展而出现的负作用避免，与正交频分复用技术相比较，其克服子载波的衰落作用更加明显。

另外，链码自适用调制技术可以保证对信息的发送成功，因为在信息发送不成功的情况下，利用该技术可以尝试重新发送，直到发送成功为止。自动中继技术可以有效提高中继信号的质量，降低误码率。

3 总结

当前国内外对低压电力载波通信技术的研究和应用在通信领域已经十分广泛，同时通信技术也逐渐渗透到了更多行业的发展中，在市场上占有巨大的应用地位和发展潜力。然而由于我国电力应用场所的特殊性和应用环境的恶劣，都对通信信道的建立设置了障碍。经过技术研究，可以通过建立相应的参考模型以及使用相应的技术对这种严峻的自然环境进行克服。通过对直接序列扩频技术、多载波码分复用技术、链码自适用调制技术、自动中继技术等相关技术的应用有效实现对低压电力载波通信技术的应用。

参考文献

[1]陈凤，郑文刚，申长军，周平，吴文彪.低压电力线载波通信技术及应用[J].电力系统保护与控制，2009，37（22）：188-193.

[2]杨润芳，李海曦，王蓉.浅谈电力线载波通信技术[J].企业技术开发，2012，31（31）：48-50.

[3]孙海翠，张金波.低压电力线载波通信技术研究与应用[J].电测与仪表，2006，43（488）：54-57.

[4]张志宏.低压电力线载波通信技术及应用探讨[J].科技传播，2011，15（13）：202-203.

[5]任兆义，赵春枝，刘冲.低压电力线载波数字通信技术及应用[J].2002年城市供电学术会议论文集，2002.

作者单位

上海海事大学 上海市 201306endprint