中心議題：

• 電力線通信信道特點
• 電力線噪聲及其分布特點

解決方案：

• 噪聲分類
• 噪聲測量
• 噪聲分析

電力線通信(Powerlinecommunications，PLC)是shi以yi電dian力li線xian作zuo為wei通tong信xin媒mei介jie的de一yi種zhong通tong信xin方fang式shi。電dian力li線xian從cong來lai就jiu不bu是shi一yi種zhong理li想xiang的de通tong信xin介jie質zhi，但dan隨sui著zhe技ji術shu的de不bu斷duan進jin步bu，特te別bie是shi調tiao製zhi技ji術shu及ji微wei電dian子zi技ji術shu的de發fa展zhan


，使shi得dePLC的實用化成為可能。如何進一步提高在電力線的通信性能，實現高速、kekaodechangjulitongxin，yilaiyuduitongxinxindaotexingdezhunquebawo。dianlixiantongxinxindaohuanjingdeelie，shideduiqixindaomoxingdejianlixiandegengweizhongyao。youyudianlixianshifeizhuanyongtongxinxianlu，qizhonggezhongganraodeshibianxing、隨sui機ji性xing等deng特te點dian
，使shi得de建jian立li其qi通tong用yong的de精jing確que模mo型xing困kun難nan很hen大da。一yi般ban都dou是shi通tong過guo對dui電dian力li線xian進jin行xing大da量liang參can數shu測ce定ding後hou，根gen據ju統tong計ji數shu據ju
，參can照zhao無wu線xian通tong信xin的de信xin道dao分fen析xi建jian模mo方fang法fa，給gei出chu特te定ding環huan境jing下xia的de相xiang對dui模mo型xing。本ben文wen在zai對dui電dian力li線xian噪zao聲sheng進jin行xing分fen類lei討tao論lun後hou，對dui三san種zhong主zhu要yao噪zao聲sheng給gei出chu較jiao為wei準zhun確que的de試shi驗yan數shu據ju統tong計ji模mo型xing。
　　
1電力線通信信道特點
　　
由於低壓電力線主要任務是在短距離內對50／60Hz電能實行分配，故與專用的通信線路相比，其信道環境極為惡劣。主要有：
　　
(1)在(zai)廣(guang)闊(kuo)的(de)範(fan)圍(wei)內(nei)遇(yu)到(dao)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)。如(ru)用(yong)戶(hu)的(de)各(ge)種(zhong)電(dian)氣(qi)設(she)備(bei)，特(te)別(bie)是(shi)陳(chen)舊(jiu)的(de)和(he)有(you)質(zhi)量(liang)缺(que)陷(xian)的(de)電(dian)器(qi)，會(hui)給(gei)電(dian)力(li)線(xian)上(shang)傳(chuan)送(song)的(de)信(xin)號(hao)帶(dai)來(lai)災(zai)難(nan)性(xing)的(de)幹(gan)擾(rao)。
　　
(2)電力網絡上的阻抗隨負載的變化而會有大幅度的變化，且具有較強的時變性。
　　
(3)由於存在較強的衰減特性，使得電力線上的各個節點表現出的性能也不盡相同。
　　
影響電力線通信可靠性的主要因素有：噪聲電平高、阻抗變化大、信號電平衰減劇烈等。所以在對低壓電力線通信信道建模時需要考慮噪聲
、阻抗和衰減三方麵。本文將主要對噪聲特性進行分析與討論。
　　
2電力線噪聲及其分布
　　
電力線上的噪聲源分為非人為噪聲和人為噪聲。非人為噪聲是自然現象所引起的
，如雷電在電力線上引起的噪聲；人為噪聲來自各種電器、機電產品和電力線自身引起，電力線的主要噪聲並不是加性白高斯噪聲，基本特性是極短的時間周期內都可能發生變化。
　　
2．1噪聲分類
　　
低壓電力線上的噪聲一般劃分為5種類型，其功率譜分別如圖1中所示。


(1)有色背景噪聲
　　
由電力線上各種噪聲源產生的組合幹擾，是一種隨時間緩慢變化的隨機幹擾
，其功率譜密度(PSD)隨頻率增加而減小。
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(2)窄帶噪聲
　　
這是一種頻帶很窄的噪聲，主要是短波廣播在頻域上的串擾，其強度在24h內變化不定。一般情況下，由於電離層的反射，夜間幹擾比較嚴重，而白天的幹擾卻較小。
　　
(3)與工頻異步的周期性脈衝噪聲
　　
通常由大功率電器設備開關的周期性的開閉動作產生，其功率譜為離散的譜線。重複率在50～200kHz範圍內。
　　
(4)與工頻同步的周期性脈衝噪聲
　　
主要是電力設備按50Hz頻率工作產生的脈衝，重複率為50Hz或100Hz。持續時間很短，功率譜幅度隨頻率增加而減小。
　　
(5)突發性脈衝噪聲
　　
閃電或網絡上負載的開關操作會產生脈衝噪聲
，每個脈衝噪聲都會影響很寬的頻帶。脈衝噪聲的功率譜密度有時會比背景噪聲高出50dB。
　　
2．2噪聲測量
　　
低壓電力線信道噪聲測試的框圖如圖2所示。電力線噪聲通過耦合網絡耦合至示波器，示波器獲取噪聲數據並存儲後再傳輸至PC機進行譜分析。耦合網絡主要有兩個作用：一是使測試儀器與220V的強電隔離，保證測試設備的安全
；二是耦合網絡中的濾波器對測試頻段外的噪聲進行濾波，減少幹擾。


2．3噪聲分析
　　
電力線噪聲分布與時間、地di點dian及ji負fu載zai等deng密mi切qie相xiang關guan，各ge噪zao聲sheng間jian相xiang互hu獨du立li。根gen據ju對dui低di壓ya信xin道dao噪zao聲sheng數shu據ju時shi域yu和he頻pin域yu數shu據ju的de分fen析xi，這zhe裏li我wo們men把ba電dian力li線xian上shang的de噪zao聲sheng分fen成cheng三san類lei來lai分fen析xi，其qi分fen別bie是shi：背景噪聲、突發性脈衝噪聲和周期性脈衝噪聲。
　　
(1)背景噪聲
　　
如ru上shang所suo述shu

，背bei景jing噪zao聲sheng包bao括kuo有you色se噪zao聲sheng和he窄zhai帶dai噪zao聲sheng。背bei景jing噪zao聲sheng的de主zhu要yao特te性xing是shi低di功gong率lv的de噪zao聲sheng源yuan，隨sui頻pin率lv的de增zeng大da而er減jian小xiao
，通tong常chang可ke保bao持chi幾ji秒miao或huo幾ji分fen鍾zhong，有you時shi甚shen至zhi幾ji小xiao時shi不bu變bian。其qi在zai不bu同tong頻pin段duan的de功gong率lv譜pu密mi度du也ye隨sui一yi定ding時shi間jian保bao持chi穩wen定ding。又you稱cheng為wei穩wen態tai的de背bei景jing噪zao聲sheng。通tong常chang晚wan上shang的de背bei景jing噪zao聲sheng比bi白bai天tian大da，圖tu3為白天和晚上所測背景噪聲時域波形與功率譜。
　　
圖3(a)和(b)為在白天和晚上的噪聲時域采樣波形，(c)為白天
、晚上噪聲PSD的比較。晚上的有色背景噪聲和窄帶幹擾PSD比白天高出約5～15dB。背景噪聲晚上較高的可能原因是晚上用電負載的增加。


(2)脈衝噪聲
　　
脈衝噪聲是隨時間(以ms或μs級計)變bian化hua而er變bian化hua，功gong率lv譜pu密mi度du較jiao高gao，在zai數shu據ju傳chuan輸shu中zhong出chu現xian錯cuo誤wu主zhu要yao就jiu是shi由you脈mai衝chong噪zao聲sheng引yin起qi，尤you其qi是shi突tu發fa性xing脈mai衝chong噪zao聲sheng。由you於yu突tu發fa性xing脈mai衝chong噪zao聲sheng是shi一yi隨sui機ji事shi件jian
，故gu其qi特te性xing可ke用yong隨sui機ji變bian量liang來lai描miao述shu。典dian型xing的de突tu發fa性xing脈mai衝chong噪zao聲sheng是shi因yin開kai關guan瞬shun態tai而er引yin起qi的de。這zhe些xie脈mai衝chong的de波bo形xing類lei似si於yu衰shuai減jian正zheng弦xian波bo或huo重zhong疊die的de衰shuai減jian正zheng弦xian波bo。