基于ARM的电力线载波通信研究.docx

1、 中国矿业大学 本科生毕业 设计 姓 名： 学 号 ： 学 院： 专 业： 论文题目： 基于 ARM 的电力线载波通信研究 专 题： 指导教师： 职 称： 副教授 2012 年 6 月 徐州 中国矿业大学毕业论文任务书 专业年级 学号 学生姓名 任 务 下 达 日 期 ： 2011 年 12月 14日 毕业论文日期 ： 2011 年 12月 20日 至 2012年 6 月 5 日 毕业论文题目： 基于 ARM 电力载波通信研究 毕业论文专题题目： 毕业论文主要内容和要求： 1、 学习、掌握电力线载波通信原理； 2、 学习 ARM 控制器使用方法，及开发平台的使用； 3、 完成基于 ARM 的电

2、力载波机软、硬件设计。 4、翻译近 2 年的相关英文资料（或论文）一篇，中文字数不少于3000 字； 5、完成毕业设计论文的撰写。 指导教师签字： 郑 重 声 明 本人所呈交的毕业论文，是在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本毕业论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本论文属于原创。本毕业论文的知识产权归属于培养单位。 本人签名： 日期： 中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书 指导教师评语 （基础理论及基本技能的掌握； 独立解决实际问题的能力；

3、 研究内容的 理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点； 工作态度 及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题； 是否同意答辩等）： 成 绩： 指导教师签字： 年 月 日 中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书 评阅教师评语 （ 选题的意义； 基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩； 存在问题； 是否同意答辩等 ）： 成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日 中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩 答 辩 情 况 提 出 问 题 回 答 问 题 正确 基本 正确 有一般性错误 有原则性错误 没有 回答 答辩委员会

4、评语及建议成绩： 答辩委员会主任签字： 年 月 日 学院领导小组综合评定成绩： 学院领导小组负责人： 年 月 日 摘 要 电力线通信 (Power Line Communication， PLC)是指以电力线作为媒质进行数据、信息的传输和交换。随着调制解调技术和信号处理技术的发展， PLC 技术也得到了飞速的发展。随着正交频分复用技术 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技术应用于 PLC 领域， PLC 传输的可靠性和速率也达到了一个新的高度。PLC 应用广泛： Internet 的接入、智能家庭组建、自动远稃抄表等等。 论文主要

5、完成的工作有：对电力线信道特性做了详细的分析，包括多径干扰特性、 阻抗特性、背景噪声等 ； OFDM 技术是实现高速 PLC 的关键技术， 论文对OFDM 技术的原理、实现以及关键技术做了分析与研究，最后对基于电力线信道OFDM 的 PLC 做了 MATLAB 仿真研究；基于 MAXIM 公司的 MAX2986 和 MAX2980的 PLC 解决方案，论文对 PLC 调制解调器进行了硬件的设计与制作 ；论文将基于MAX2986 和 MAX2980 的 PLC 调制解调器应用于电力线抄表系统，在抄表之余，同时实现 Internet 接入功能。 关键字 :PLC 电力线载波通信 OFDM MAX2

6、986 ABSTRACT Power line communication(PLC) uses power line as communication media for data transmission and information exchange With the advancement of the technologies of modulation and signal procession ， PLC has been developed greatly With the technology of Orthogonal Frequency Division Multiple

7、xing(OFDM) using in PLC， the reliability and speed Of PLC transmission arrive at a new height There are many PLC applications， such as Home-Bus for making the intelligent building， automatic meter reading and, so on The work is as follows： The characteristics of the power line channel are studied, w

8、hich contain multi-path attenuation, impedance changes and many varying noise; OFDM is the key technology to realize high speed PLC First， the theory, realization and key technology of 0FDM are analyzed and studied Finally, the PLC based on power Line channel is simulated By MATLAB； Based on the PLC

9、 solution of MAXIM corporations IC which are MAX2986 and MAX2980,a PLC modem is designed and tested； The MAXIM PLC modem is applied to design a new automation metering system which can realize internet access and automation meter reading. Key Words: PLC, Power line communication, Orthogonal Frequenc

10、y Division Multiplexing,MAX2986 目 录 1 绪论 . 1 1.1 国外发展 . 1 1.2 国内发展 . 1 2 电力线载波通信技术 . 3 2.1 电力线载波通信 . 3 2.1.1 电力线载波通信原理 . 4 2.1.2 电力线载波通道基本特性分析 . 6 2.2 电力线通信信道的传输特性 . 7 2.2.1 信号衰减 . 7 2.2.2 多径干扰 . 7 2.2.3 高斯白噪声 . 7 2.3 电力线信道传输模型 . 8 3 OFDM 原理和关键技术 . 11 3.1 OFDM 技术原理 . 11 3.2 OFDM 的实现 . 12 3.2.1 OFDM

11、的实现过程 . 12 3.2.2 OFDM 的数学表示 . 13 3.3 OFDM 的抗干扰性能分析 . 13 3.3.1 抗符号间干扰 (ISI) . 13 3.3.2 抗载波间 干扰 (ICI) . 14 3.3.3 抗频率选择性衰落 . 14 3.3.4 抗多径效应 . 15 4 电力线应用 OFDM 载波技术 . 16 5 电力线网络通信系统终端设计 . 18 5.1 电力线载波通信网络系统总体结构 . 18 5.2 OFDM 基带信号处理模块 . 19 5.2.1 MAX2986 芯片 . 20 5.2.2 MAX2986 基带处理模块设计 . 21 5.2.2 MAX2980 芯片 . 22 5.2.3 MAX2980 模拟前端模块设计 . 23 5.2.4 网络接口电路 . 24 5.2.5 耦合电路模块 . 25 5.2.6 电源电路设计 . 26 5.3 OFDM 系统的性能仿真 . 27 5.3.1 仿真流程 . 27 5.3.2 代码实现 . 28 6 结束语 . 33 参考文献 . 34 翻译部分 . 36 英文原文 . 36 中文译文 . 44 致 谢 . 49