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基于DSP的电力线载波通信信号处理研究与实现

作　者: 彭丽英
导　师: 王军宁
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 电力线载波通信 Weaver调制 网格编码调制 DSP
分类号: TN915.853
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 221次
引　用: 5次
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内容摘要


电力线载波通信在我国是一门既古老又年轻的学科,作为电力系统不可或缺的通信手段,传统的模拟设备已不能完全满足现有市场对通信质量的要求。本文论述了电力线载波通信的发展及现状,针对如何在高压电力线中提升通信速率和可靠性的问题,提出了数字单边带与TCM两种实现方案。选用weaver调制及IWA解调来实现SSB系统,避免了相位误差的影响;采样率转换采用多级技术和多相结构,减轻了滤波器的设计难度和有限字长效应,且大大降低了运算量和存储要求。考虑产品的实际应用环境,TCM接收端采用改进的Gardner码元同步算法进行定时同步;通过判决反馈载波恢复环和自适应均衡相结合来消除补偿载波频相差和信道失真;用Viterbi算法来完成译码纠错。本文以TMS320C6416DSP为核心部件,设计了一种通用的电力线载波通信信号处理硬件平台。围绕DSP的体系结构,应用EDMA、McBSP和EMIF等构建系统框架,详细介绍了Ping-Pong技术、实时数据流传输时接口的具体配置和中断处理。通过性能测试及系统仿真,验证了上述两种解决方案的有效性,并提出了进一步的改进方法。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-13
  1.1 电力线载波通信技术概述  7-8
  1.2 高压电力线载波通信的发展及现状  8-12
    1.2.1 高压电力线载波通信国内外发展及现状  8-10
    1.2.2 新型数字电力线载波机关键技术  10-11
    1.2.3 数字化方案  11-12
  1.3 本文的主要研究工作  12-13
第二章 数字SSB调制解调  13-25
  2.1 SSB调制的常规方法  13
  2.2 weaver法实现SSB调制  13-17
    2.2.1 weaver法调制原理  13-15
    2.2.2 IWA解调法  15-17
  2.3 采样率转换  17-21
    2.3.1 信号的内插及抽取理论  17-19
    2.3.2 采样率变换的多级方法  19-20
    2.3.3 多相滤波器结构实现采样率变换  20-21
  2.4 其它关键技术  21-25
    2.4.1 FSK调制及解调  21-22
    2.4.2 自动增益调整及均衡  22-23
    2.4.3 滤波器的设计实现及有限字长效应  23-25
第三章 TCM网格编码调制  25-37
  3.1 TCM发送端解决方案  25-28
    3.1.1 TCM发送端总体框架  25-26
    3.1.2 扰码器结构  26
    3.1.3 差分卷积编码  26-27
    3.1.4 正交幅度调制QAM  27-28
  3.2 TCM接收端解决方案  28-37
    3.2.1 TCM接收端总体框架  28-29
    3.2.2 正交解调  29-30
    3.2.3 定时同步  30-34
    3.2.4 载波恢复及均衡  34-35
    3.2.5 Viterbi译码  35-37
第四章 电力线载波通信信号处理硬件实现  37-45
  4.1 硬件总体框架  37-38
  4.2 DSP芯片介绍  38-40
    4.2.1 数字信号处理器概述  38-39
    4.2.2 TMS320C6416 的结构性能  39-40
  4.3 TMS320C6416 的片内外设  40-45
    4.3.1 增强型直接存储器访问EDMA  40-42
    4.3.2 多通道缓冲串行口McBSP  42-43
    4.3.3 外部扩展存储器接口EMIF  43-45
第五章 电力线载波通信信号处理软件实现  45-61
  5.1 软件总体框架  45-46
  5.2 DSP软件开发环境CCS及DSP/BIOS  46-48
  5.3 信号处理中连续数据流的传输  48-55
    5.3.1 Ping-Pong缓冲  48-49
    5.3.2 信号传输分析及配置  49-52
    5.3.3 中断处理  52-55
  5.4 系统性能测试及仿真分析  55-61
    5.4.1 单边带系统性能测试  55-56
    5.4.2 TCM系统仿真分析  56-61
结束语  61-63
致谢  63-65
参考文献  65-67
作者在攻读硕士期间完成的工作  67-68

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信网 > 专用通信网 > 电力通信网
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