《电力线载波通信》1-2.pptVIP

华北电力大学 电力线载波通信Power Line Carrier Communication 主讲教师： 项洪印 1.2 载波通信的基本原理 基本概念 频率搬移 变频器 三路单向载波传输 双向通信的问题和解决方案 基本概念（一） 1.复用 时分复用：把时间分割成周期性的帧，每一 帧再分割成若干个时隙 频分复用：将传输频带分成多个部分，每一 个部分均可作为一个独立的传输信道使 用。 码分复用：用一组正交码对一个频率信号进 行扩频或者加扰处理，达到多路传输的目的 时分复用 时分复用 频分复用 基本概念（一） 2. 语音（话音）信号的特点 产生：语音信号波形是语音声波经过声-电转换 器得到的连续时间函数；波形图是语音幅 度随时间变化的二维图。 波形特性： 语音信号幅度动态范围一般最大为40分贝，实际由于说话人的差别可以达到60~70分贝。 元音幅度较大，有准周期性；清辅音幅度小，和噪声特性相似。 在长时间的语音信号中有相当多的无信号区间，即所谓的语音寂静区间。 频率特性： 带宽有限一般为20~3400Hz ,有限的带宽特性决定了可以用有限的奈奎斯特取样速率，把语音信号离散化 功率谱密度 语音中不同频谱分量的平均概率可以用长时平均谱密度来表示。 语音波形高频分量对语音总能量的贡献很小，但是高频分量带有重要的语音信息，平均功率谱约在250-500Hz处最大，而高于此频率的功率谱约以每倍频呈6~10dB下降。 语音信号的短时频谱并不总是低通特性。辅音有较高的频谱分量，显噪声特性；元音从总体上看是低通的，显示明显的局部特性。 3 传输媒质 明线：由电杆支持架于地面上的裸导线通信 线路 架空地线：对导线屏蔽，与之有藕合作用，从而可以减少雷电直接击于导线的机会 裂相导线：将每相导线由几根直径较小的分导线组成，各分导线间隔一定距离并按对称多角形排列 线路传输频带 架空明线实用传输频带最高频率可达300 kHz 对称电缆可达600 kHz 同轴电缆可达60MHz 电力线高频通道可达500kHz。 频率搬移（二） 调制： 频率搬移（二） 频率搬移（二） 过程描述 在发信端，必须把各路原始话音信号的基带频谱0.3～3.4kHz，通过“频率搬移”搬到适合线路传输的频带内并依次排列起来且互不重叠，然后在线路上传输到收信端。 在收信端，利用各路信号所占用的线路传输频带的位置不同，通过“频率分割”把各路信号频带分割出来，再各自进行反“变换”，恢复其原来的基带频谱，最后分别由各自对应的用户接收，从而实现了频分多路通信。 变频器（三） 话音三角形的频带平移与倒置 频带平移 ： 上边带话音三角形与调制器输入调制信号的话音三角形方向一致 频带倒置 ： 下边带的话音三角形的方向与输入调制信号话音三角形的方向相反 频谱三角形 载波通信传输方式 双边带调幅传输方式：载频F和上、下边带F士?一起送到线路上传送 载频抑制双边带调幅传输方式：只传送两个有用上、下边带F士?而不传送载波本身 载频抑制单边带调幅传输方式：仅传送一个有用边带，而把另一个有用边带和载频都抑制掉 单边带通信的优缺点 单边带通信的优点: 1)节省发信功率； 2)节约频带； 3)必威体育官网网址性较好。 单边带通信的缺点: 1)设备复杂； 2)载频准确同步困难； 载频同步 在收信端，为了恢复原来的信号，还必须产生一个解调载波信号，并要求它的频率和相位与发信端的调制载波的频率和相位完全相同，称为载频同步 三路单向载波电话的传输过程 （四） 单向通信 各路话音频带均取0.3～3.4kHz，三路载频分别为8, 12kHz和16kHz,各路载频依次间隔为4kHz，恰好等于每个话路的带宽，以便有效地利用线路传输频带，同时也便于产生各路载频。 各路话音信号分别调制后，经各路带通滤波器取下边带，即分别选出4.6～7.7kHz, 8.6～11.7kHz和12.6～15.7kHz。变频后的频谱三角形被倒置，并在三个带通滤波器并联输出端上合并成4.6～15.7kHz的三路群信号，再经过一个公用的线路放大器放大后送到传输线路上。由于各路信号在线路上所占用的频带不同，因此可沿同一线路互不干扰地传送到收信端。 三路单向载波电话的传输过程 （四） 在收信端，三路群信号经一个公用放大器放