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谈谈电力线基于FPGAOFDM电力线通信设计学

收藏本文 2024-04-02 点赞:31818 浏览:145997 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:电力线通信是指以电力线作为传输媒介进行数据的传送和信息的交换。由于电力线通信具有小需要重新布线且成本低廉的优点,由此在智能家庭网络和宽带接入等领域受到了广泛的关注。论文讨论了电力线通信的近况和运用前景,介绍了其技术特点,并叙述了基于OFDM(正交频分复用)技术的电力线通信的技术优势——通过利用多个相互正交的子载波来传送和接收信息,以而大大提升了频谱利用率,也有效克服低压电力线信道中的频率选择性衰落和多径时延,实现了数据通信的高速性和可靠性。论文的重点部分在于针对国内电网的结构,阐述了OFDM的基本原理,介绍了低压电力线通信协议HomePlug1.0中物理层和媒介访问制约层的协议规定。并根据FPGA芯片的特性,用VHDL硬件描述语言在QUARTUSII软件环境中设计了基于EP2C8Q208C8芯片的与HomePlug1.0协议兼容的系统,建立了RS编码、交织器、DQPSK调制、IFFT、循环前缀和同步模块等各个关键子模块,并给出了系统综合的RTL级图和功能仿真。配置了高速A/D、D/A,实现了数模、模数信号的转换,并制作了电路印刷版。此外,为了抑制干扰、放大和分离信号,还制作了相应的组合、滤波、功率放大电路。最后在实验室环境下,通过串口调试工具对整系统统进行版级测试。大量的实验数据结果表明,系统达到预期的设计目标,同时给出改善的案例,优化整体设计。关键词:电力线通信论文OFDM论文FPGA论文VHDL论文HomePlug1.0论文

    摘要3-4

    Abstract4-7

    第1章 绪论7-12

    1.1 探讨背景7

    1.2 国内外探讨近况及走势7-10

    1.3 论文的主要探讨内容10

    1.4 本课题探讨解决的不足10-11

    1.5 本章小结11-12

    第2章 正交频分复用系统的技术原理12-19

    2.1 OFDM系统进展历史与近况12-13

    2.1.1 进展历史12

    2.1.2 运用近况12-13

    2.2 OFDM系统的基本原理13-17

    2.2.1 ODFM系统的数学模型13-15

    2.2.2 FFT在OFDM系统中的运用15

    2.2.3 保护间隔和循环前缀15-17

    2.3 基于plc的OFDM技术的优势及实现难点17-18

    2.4 本章小结18-19

    第3章 FPGA开发流程及EDA开发工具19-28

    3.1 FPGA概述19-21

    3.2 FPGA开发流程21-23

    3.3 EDA工具介绍23-25

    3.4 ALTERA IP核介绍25-26

    3.5 VHDL语言介绍26-27

    3.6 本章小结27-28

    第4章 PLC-OFDM实现案例28-55

    4.1 HomePlug28

    4.2 HomePlug1.028-31

    4.2.1 Home Plug1.0物理层协议29-30

    4.2.2 HomePlug1.0媒介访问制约层协议30-31

    4.3 PLC-OFDM参数选择31-32

    4.4 OFDM基带处理系统总体设计32-33

    4.5 信道编码33-35

    4.6 交织码编码35-36

    4.7 子信道映射和逆映射36-42

    4.8 IFFT(FFT)变换42-44

    4.9 循环前缀44-45

    4.10 同步模块45-51

    4.11 发射端、接收端各模块整合及其仿真结果51-54

    4.12 本章小结54-55

    第5章 OFDM基带系统整合以及调试结果55-65

    5.1 外部电路模块55-63

    5.1.1 AD/DA电路55-58

    5.1.2 耦合电路58-60

    5.1.3 放大电路60-61

    5.1.4 滤波电路61-62

    5.1.5 PCB制作注意事项62-63

    5.2 联合调试结果63-64

    5.3 本章小结64-65

    第6章 总结和展望65-66

    6.1 本论文总结65

    6.2 下一步工作展望65-66

    附录66-71

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