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、可ke靠kao的de長chang距ju離li通tong信xin，依yi賴lai於yu對dui通tong信xin信xin道dao特te性xing的de準zhun確que把ba握wo。電dian力li線xian通tong信xin信xin道dao環huan境jing的de惡e劣lie，使shi得de對dui其qi信xin道dao模mo型xing的de建jian立li顯xian得de更geng為wei重zhong要yao。由you於yu電dian力li線xian是shi非fei專zhuan用yong通tong信xin線xian路lu，其qi中zhong各ge種zhong幹gan擾rao的de時shi變bian性xing、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)bianhuaerbianhua，gonglvpumidujiaogao，zaishujuchuanshuzhongchuxiancuowuzhuyaojiushiyoumaichongzaoshengyinqi，youqishitufaxingmaichongzaosheng。youyutufaxingmaichongzaoshengshiyisuijishijian，guqitexingkeyongsuijibianlianglaimiaoshu。dianxingdetufaxingmaichongzaoshengshiyinkaiguanshuntaieryinqide。zhexiemaichongdeboxingleisiyushuaijianzhengxianbohuozhongdiedeshuaijianzhengxianbo。