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PLC多径电力线通信信道模型的设计与仿真(5)

时间:2022-11-11 21:30来源:毕业论文
不论是室内还是室外的PLC网络,在信号传播时都存在多次反射现象,这是因为电力线信道中输入阻抗不匹配造成的。而这种反射现象在通信过程中必然会引

不论是室内还是室外的PLC网络,在信号传播时都存在多次反射现象,这是因为电力线信道中输入阻抗不匹配造成的。而这种反射现象在通信过程中必然会引起多径衰落。

2。1。2 信道衰减特性分析

信号传输时衰减一般分为两种,耦合衰减和线路衰减。耦合衰减的原因已经众所周知,是信号耦合电路与电力线输入阻抗不匹配造成的。理论上存在这样的阻抗匹配电路能够使得耦合衰减降到最低。与耦合衰减相比,线路衰减的原因更复杂,主要包括多径延时衰减,多径传播衰减和线路损耗衰减。下面将一一说明。

多径延时造成的衰减论文网

低压电力线网络结构错综复杂,发送端与接收端之间可供信号传播的信道不止一条,使得信号到达接收端的时间不一致导致出现延时,各延时信号叠加会造成信号的衰减。假设发送端发出的信号为x(t),传播信号的路径数目为n,信号强度为a,信道的固有延时为t0,第n条路径内在的延时为τn,那么接收信号为:

进行傅里叶变换后得到:

                (2-1) 

所以多径延时传输函数H(ω)可以表示为:

                      (2-2)             

多径传播造成的衰减

    信号多径传播衰减的主要原因就是信道中存在断点,线路的节点处有特征阻抗不同的介质使得信道中的阻抗不连续,从而产生许多断点。这些部分或全部的反射就是信号在流经这些阻抗断点时发生的,而已经反射过的反射波又会被当做信号继续发射。很显然,传输信号中的衰减就是由这些循环反射造成的。下面是多径传播的T型网络模型。

图2。2 多径传播T型网络示意图

    多径传播网络由许多T型网络合成。这里我们只分析一个T型网络,如图2。2所示。在这个网络模型中,我们假设A为信号发送端,C为信号接收端,B为一个节点,D是一个负载节点,BD为一条分支。如图上所示,AB,BC,BD的长度分别为l1,l2,l3,特征阻抗分别为Z1,Z2,Z3。D节点的负载阻抗为ZD。A、C端阻抗匹配,信号在传输过程中如果遇到线路分支就会发生反射,那么当信号在A端和C端传播时,必然会有无穷条传播路径。

导线的连接方式多种多样,而不同的连接方式就会导致信号传输在连接点处产生不同的反射系数。令gi表示第i条路径上传输系数与反射系数的乘积。那么,很显然,gi便表示了第i条路径上信号的传输和反射效应。由于反射只是在节点处发生,多个并联连接的负载所产生的阻抗低于供电电缆的特性阻抗,即gi小于等于1。并且gi会随着反射次数多的增多而逐渐减小。信号的衰减也会随着长度的增加而迅速增大,所以过长的路径可以忽略不计。由此看来,在保证精度的前提下,可以将无数条路径简化为N条路径。

τi表示第i条路径上的传播时延。

                                                 (2-3)

εr表示绝缘材料的介电常数,c0表示光速,di表示第i条路径的长度。

信号在电力线上传播会产生损耗衰减,假定这个衰减部分为A(f,d)它随着电力线长度和频率的增大而增大。对于多路径传播,总的频率响应就是将各个路径上的加起来。所以A到C的频率响应为

                                PLC多径电力线通信信道模型的设计与仿真(5):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_101970.html

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