电力论文哪里有？本文 针对系统框架结构设计与关键算法研究结果，本文提出了基于 FPGA 与DSP 开发平台的系统接收样机关键算法软硬件协同实现方案，描述了收发系统的联调与测试等效方案，对接收端功能模块进行软硬件划分，然后介绍了使用的硬件平台，并完成系统功能模块的 FPGA 硬件逻辑设计与 DSP 软件设计，在系统测试中通过接收数据的星座图与误比特率验证了本文提出的关键算法和设计方案的可行性。
第1章 绪论
1.2.1 国外电力载波通信研究现状
国外的电力载波通信技术起步较早，最早出现在 20 世纪初，但当时大多采用单载波调制技术，通信速率较低，只能应用于简单的通信业务，例如远程抄表与负荷控制等。而到了 20 世纪 20 年代，电力载波通信在相关行业内形成标准，可应用于 10kV 的配电网络通信当中。在 1930 年，德国的西门子公司在波茨坦建立了RCS系统，能够通过电力线网络管理终端设备。美国德州仪器的Jack Kilby和仙童公司的 Robert Noyce 在 1958 至 1959 年期间，最早发明了应用于电力载波通信的集成电路。到了 1990 年，英国的 Norweb 通信公司开始对低压电力载波通信进行研究，并于 1993 年完成多个终端用户的数据通信试验。1996 年美国的AN 公司成功设计出通信速率达到 100kbps 的电力载波通信芯片，随后多个国家开始研究高速电力载波通信技术，并建立自己的电力载波通信网络。在 2000 年3 月，为了建立共同的家用电力载波通信技术标准，美国的思科、英特尔等 13家公司成立了“家庭插电联盟”(Home Plug Powerline Alliance)，而日本也在 2001年制定了电力网络连接装置技术规范。2004 年，欧盟开启了 OPERA(Open PLC European Research Alliance）计划，致力于统一欧洲的电力载波通信技术标准[15]。
到目前为止国外并没有统一的电力载波通信标准，主要由各个国际组织制定自己的协议。其中，HomePlugAV 是由家庭插电联盟提出的宽带电力载波通信标准，频带范围在 1.8MHz~30MHz，物理层传输速率最高可达到 200Mbps[16]。基于 HomePlugAV 协议的通信系统具有较强的抗干扰能力，当前多应用于语音、视频传输等领域，例如交互式电视、网络电话以及安全监控业务。G3-PLC 标准由 G3-PLC 联盟制定开发[17]，频带范围在 35.9kHz~90.6kHz，使用了 CENELEC-A频段，基于 G3-PLC 协议的电力载波通信最高传输速率为 33.4kbps，信息传输较为可靠，基本满足智能电网对于网络覆盖的需要[18]。
第3章 宽带电力载波通信系统总体设计
3.1 典型的 OFDM 通信系统框架
OFDM 是一种多载波调制技术，基于子载波复用的思想，将待传输的高速串行数据流经过串并转换后分解为多个低速并行子数据流，各个子载波之间相互正交，子信道频谱互相重叠，极大提高了频谱利用率。
3.1.1 OFDM 系统的基本原理
OFDM 系统的调制与解调过程如图 3.1 所示：
发送数据经过数字调制后得到一串相移键控或者正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation，简称 QAM)序列，在串并转换后，序列调制到 N 个子载波上，将得到的 OFDM 符号发送至信道。接收端完成信号的接收，利用对应子载波的相关积分得到每个子载波携带的调制序列信息，经过并串转换与数字解调后，从 OFDM 信号中恢复出原始的发送数据。
第5章 系统接收样机实现方案
5.1 样机整体框架
5.1.1 收发系统联调及测试等效方案
基于OFDM的宽带电力载波通信系统采用FPGA与DSP开发平台设计实现，收发系统联调方案如图 5.1 所示：
计算机 PC 以图 3.4 对应的信号产生方式生成通信帧，结果写入 FPGA 的存储器后，通过 D/A 转换接口读出存储数据，将通信信号 D/A 输出并耦合至电力载波信道。接收端配置 FPGA 的 A/D 转换接口后，信号以 200MHz 采样速率输入 FPGA，首先进行降抽样操作，将 200MHz 降至 25MHz，然后利用 AGC 模块调整信号幅度，控制信号大小在一定范围内。接着通过帧检测模块识别出通信帧，并在符号同步模块中找到信号结构的起始位置，利用 SRIO 接口将符号同步后的数据发送到 DSP 中。DSP 部分在 SRIO 接收模块得到数据，通过采样时钟同步模块估计采样时钟偏移，并利用信道估计模块得到信道信息，在符号解调中补偿采样时钟偏移，完成信道均衡，并进行 IPTS 相位恢复与哈达玛变换，将结果发回外部 PC，最后 PC 对数据结果进行处理，得到接收星座图与误比特率结果。
5.2 基于 FPGA 的硬件逻辑设计
5.2.1 A/D 转换接口模块
TL9613/9706F 模块与 TL6655F-EasyEVM 的 FPGA 部分通过 FMC 接口相连，如图 5.7 所示，FPGA 内部时钟为 65MHz，利用 IP 核 Clocking Wizard 产生 A/D转换的 200MHz 参考时钟，将其转换为差分时钟 adc_clk_p 与 adc_clk_n 后输出至 AD9613 当中，并通过 adc_oeb 与 adc_pdwn 控制信号使能采样模块。外部 CH_A与 CH_B 两路模拟信号经过 A/D 转换后，以差分信号 adc_data_p 与 adc_data_n的形式输入 FPGA，然后配置 IP 核 SelectIO 将差分数据转换为两路 A/D 采样数据，每路数据位宽 12 比特，并以补码形式存储。
第6章 全文总结与后续工作展望
6.2 后续工作展望
本文针对宽带电力载波通信系统的框架与帧结构展开设计，研究了 OFDM的关键技术，并提出了基于 FPGA 与 DSP 开发平台的系统关键技术样机软硬件协同实现方案，但由于时间和环境条件有效，仍存在着一些需要后续研究与完善的问题。
(1) 本文将生成的通信帧经过构建的传递函数模型并加入 Middleton A 类噪声的方式模拟电力载波通信过程，未对电力线的耦合电路进行设计，缺少实际电力载波信道的验证实验，后续可将收发端的信号耦合至电力线中传输，进行更加真实的电力载波通信测试。
(2) 本文的系统设计、仿真与实现未涉及信道编码与交织技术，但本文针对的调制解调系统与信道编解码系统的的接口明确，研究的通信系统设计基本可作为独立子系统，在未加入信道编码、交织模块时也能对相应性能进行调试与分析，当完成信道编码与交织模块后，本文通信系统可进行联调来进一步提高性能。
(3) 本文的通信帧结构仅由前导与数据载荷组成，后续可加入携带子载波映射方式、码元长度与 IPTS 相位信息的控制帧，提高系统的自适应能力。
(4) 本文对前导序列的利用不够充分，宽带电力载波通信系统共 10.5 个SYNCP 与 2.5 个 SYNCM 序列，估计算法主要使用[SYNCP SYNCP SYNCM SYNCM]序列结构，其它训练序列仅用于 AGC 幅度调整以及帧检测，在后续可加入粗符号同步、粗采样时钟同步等内容对通信系统进行改进。
(5) 本文系统只使用了 1.953MHz~8.179MHz 的通信频段，而我国的宽带电力载波通信频段为 1MHz~30MHz，后续还可以增加调制信息的有效子载波数，进一步提高系统的通信速率。
参考文献（略）
