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1.1 电力线载波通信研究进展
电力线载波通信（power line communication，简称PLC）指利用高压电力线（通常指35kV及以上电压等级）、中压电力线（指10kV电压等级或低压配电线）、380/220V用户线在电力载波领域作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。
早在1838年，电力线载波通信方式就被Edward Davy提出，用于检查London到Liverpool之间无人职守电池站的电源电压。在1897年，Joseph Routin和C.E.L Brown在英国申请了使用电力线传输信号的电量计（Electricity meter）的专利。20世纪20年代，利用高压电力线通信为变电站和电站之间提供了一条双向的信道，用于电站管理和监视，实现电力线电话功能。与高压电网载波通讯传输同时期发展起来的，是脉动载波（Ripple Carrier Signalling，RCS）通信，主要用于中压和低压配电网。第一个实际应用的RCS系统在1930年由Siemens公司在德国建造，主要实现负载管理功能。
国外在20世纪50年代初开始研究电力线通道的高频特性。进入70年代以后，电力线通信的研究重点从模拟传输转向数字传输。North Carolina State University的J.B.O’Neal.Jr 教授和University of British Columbia的Robert W.Donaldson教授等发表了有关电力线通道特性的一系列论文，详细分析了10KV高压电力线在中高频时的阻抗谱图和衰减谱图，这些基础研究为低压电力线通信系统设计提供了依据。1979年，第一个家用的电力线数据传输模块X10由Pico Electronics公司生产。X10模块使用OOK(On-Off Keying)调制方法。1985年，加拿大University of British Columbia的Robert W. Donalson教授提出了基于直接扩频技术的电力线载波通信设计方案，他利用伪随机码(PN)信号能有效地对抗时变信道中的限带畸变、时变特性和多径效应的特点，提出了基于直接序列扩频(DS)技术的电力线载波通信MODEM，方案中的数字信号采用PSK调制下的直序扩频方式。90年代以来，随着Internet发展，使用低压配电网和家用电力网进行宽带通信的研究逐渐增多，同时对电力线信道特性的研究、调制技术的研究相应地增长。信道特性的研究使载波频率可以达到30MHz，并开发出了宽带电力线通信的芯片和系统，其中调制解调技术主要为OFDM为主。
在我国，电力线载波通信虽然起步较晚，但也得到了较快发展。中国电力科学研究院自1997年开始研究PLC技术，主要考虑PLC技术用于低压抄表系统。国内从事低压电力线数字通信的研究，主要分为对已有电力线通信模块的应用研究、对电力线载波信道的研究、对电力线载波通信组网方案的研究等。国家电力公司通信中心国电通信中心分别于2001年12月和2002年3月在北京广华轩小区和华景园小区开通了两个PLC试验网。2005年以来，中电飞华通信股份有限公司在北京进行了电力线宽带接入试验网计划，测试网络已经覆盖数百个小区，并以较快速推进。
国外公共电力网比较纯净，有效的保证数据在传输中受到较小的干扰，我国电力线系统与国外相比噪声污染严重，同时国外的微电子技术及工艺水平远远高于我国。我国电网的特殊性也造成许多欧美国家成熟的电力线产品在我国使用效果不理想。所以，不能简单地引进国外的芯片和技术，需要自主开发适应我国电网特性的电力线通信产品。
1.2 电力线载波通信的组网技术
电力网是电能传输的专用网络，当使用它作为通信网络时，网络的通信特性会变得很复杂。这种复杂性表现在：网络的物理拓扑结构复杂。低压配电网的拓扑结构十分复杂，不同的配电场所有时会差异较大；通信信道的时变性。对载波信号来说，低压电力线是非均匀分布的传输线，各种不同性质的电力负载在低压配电网的任意位置随机地投入和断开，使信道表现出很强的时变性；通信信道的频率选择性。由于低压配电网中存在负荷情况非常杂，负载变化幅度大，噪声种类多且强，各节点阻抗不匹配，载波信号很容易产生反射、驻波、谐振等现象，使信号的衰减变得极其复杂，从而造成电力线信道具有很强的频率选择性；噪声干扰强而信号衰减大。一般来说，影响电力线通信的噪声主要有以下三种，即：分布在整个通信频带的背景噪声、包括周期性的连续干扰和周期性的脉冲干扰的周期性噪声和由用电设备的随机投入或断开而产生的突发性噪声。
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