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(de)PLC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(tu)3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)bianhuaerbianhua，gonglvpumidujiaogao，zaishujuchuanshuzhongchuxiancuowuzhuyaojiushiyoumaichongzaoshengyinqi，youqishitufaxingmaichongzaosheng。youyutufaxingmaichongzaoshengshiyisuijishijian，guqitexingkeyongsuijibianlianglaimiaoshu。dianxingdetufaxingmaichongzaoshengshiyinkaiguanshuntaieryinqide。zhexiemaichongdeboxingleisiyushuaijianzhengxianbohuozhongdiedeshuaijianzhengxianbo。