低压电力线信道特征与matlab仿真

该本科毕业设计材料：涉及电力线通信和智能电网。 电力线通信（Power line communication，简称PLC）具有低成本，易于部署等优点，其应用领域正在增加。电力线通信主要应用于：自动远程抄表，配网自动控制，智能家庭，多媒体通信的最后一公里解决方案。在最近5年，电力线通信正在迈向智能电网的应用，智能电网通信技术可能包含光纤通信网络、新一代3G/4G 移动通信网络和各种窄带与宽带的电力线网络等。然而，在电力线通信网络的网络结构下，通信传输方案的通信质量性能将受到电力线信道所具有频率选择性和时变的特性的影响。 本设计任务： 1）结合智能电网进展，列举电力通信网络结构和智能电网通信系统网络结构； 2）列举智能电网各种先进通信技术，与无线通信进行比较； 3) 详细讨论电力线标准演化，如电力线通讯简介，窄带与宽带的电力线网络等； 4）详细讨论低压（低于600伏）及其中压电力线信道所具有特殊的多径衰落特性（参考Zimmermann2002 和Nath2012的电力线典型信道1），用matlab工具仿真低压电力线信道的幅频响应，并且计算典型参考信道下的电力信道容量。

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%多径电力线信道模型已经建立了电力线信道的频域响应。但是频域到时间域。
%%下面是建立5径、15径电力线信道模型 
%Lohani Satyendra Nath.Communication Network Analysis in Smart Grid [D].
%   Linnaeus University.2012（电力线典型信道）.。
%mqm tested it on Nov.32012
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%衰减参数 k=1a0=0a1=7.8*10^（-10）
% 多径参数：
% %N=15径仿真信道参数
% %衰减参数 k=1a0=0a1
% %多径参数：
% N 为最大路径数目; 
% gi为路径i 的多径衰减系数
% di为路径长度
% τi 为信号通过路径i 的延% 时; 
%  a0、a1 衰减系数
%  k 是衰减因子的指 数，取0.5-1；
% 现仿真4 径信道，令真空中的传播速度p =3×10^8 m/s [季建玲2011在低压电力线信道]，
%[张惠敏2008在中压电力线信道]，传播速度vp =1.5×10^8 m/s
% 介电常数εr = 3.8，信号的频率范围从0.01MHz ～ 20 MHz，

%%%%%%%%%%%%%%%%低压电力线信道相关参数
clear all;
close all;
clc
k=1;    a0=0;   a1=1.5*10^（-9）;
g1=[0.6-0.080.08-0.080.15];%5径信道模型参数gi为衰减系数
d1=[100130160190 300];%5径信道模型参数路径长度di
g2=[0.0290.0430.103-0.058-0.045-0.0400.038-0.0380.071 -0.035 ...
0.065 -0.0550.042-0.0590.049];%15径
d2=[9010211314314820026032241149056774096011301250];%15径
%设定频带宽度10kHz-20MHz
bandwidth=20e+6;%20MHz 
samplefrequency=5*1e+7;%采样频率50MHz
step_frequency=2048;%频率步长，Hz
N_subcarrier=2048;
f=10000:step_frequency:bandwidth;
h1=zeros（1length（f））;
h2=zeros（1length（f））;
%----------------------
vp=3*10^8;%低压电力线信道
for i=1:1:5
    h1=h1+g1（i）*exp（-（a0+a1*f.^k*d1（i））-j*2*pi*f*2*d1（i）/vp）;
end;
for i=1:1:15
    h2=h2+g2（i）*exp（-（a0+a1*f.^k*d2（i））-j*2*pi*f*2*d2（i）/vp）;
end;

%-----低压电力线信道画图-------------
figure;
subplot（321）;
plot（f/100000020*log10（abs（h1）））;
axis（[0 bandwidth/1e+6 -50 0]）;
xlabel（‘低压电力线信道，频率（MHz）‘）;
ylabel（‘|H（f）|（dB）‘）;
title（‘5径电力线信道传输函数幅度‘）;
subplot（322）;
plot（f/100000020*log10（abs（h2）））;
axis（[0 bandwidth/1e+6 -50 0]）;
xlabel（‘低压电力线信道，频率（MHz）‘）;
ylabel（‘|H（f）|（dB）‘）;
title（‘15径电力线信道传输函数幅度‘）;
subplot（323）;
plot（f/100000angle（h1）/pi）;
axis（[0 bandwidth/1e+6 -1.5 1.5]）;
xlabel（‘频率（MHz）‘）;
ylabel（‘相位‘）;
title（‘5径电力线信道传输函数相位‘）;
subplot（324）;
plot（f/100000angle（h2）/pi）;
axis（[0 bandwidth/1e+6 -1.5 1.5]）;
xlabel（‘频率（MHz）‘）;
ylabel（‘相位‘）;
title（‘15径电力线信道传输函数相位‘）;

% d3=d1*1/vp*1e+6;%us
% d4=d2*1/vp*1e+6;%us
h1_time=ifft（h1）;
subplot（325）;
t1=1/samplefrequency*[1:length（h1_time）];%us
h1_main=abs（h1_time）;
Length_show=128/2;
plot（1e+6*t1（1:Length_show）h1_main（1:Length_show））;
% axis（[0 10 -1.5 1.5]）;
xlabel（‘时间（us）‘）;
ylabel（‘幅度‘）;
title（‘5径电力线信道冲击响应响应‘）;
h2_time=ifft（h2）;
h2_main=abs（h2_time）;
subplot（326）;
plot（1e+6*t1（1:Length_show）h2_main（1:Length_show））;
% axis（[0 10 -0.1 0.1]）;
xlabel（‘时间（us）‘）;
ylabel（‘幅度‘）;
title（‘15径电力线信道冲击响应响应‘）;
%
%%%%%%%%%%%%%%%%中压电力线信道相关参数
%----------------------
vp=1.5*10^8;%中压电力线信道
for i=1:1:4
    h1=h1+g1（i）*exp（-（a0+a1*f.^k*d1（i））-j*2*pi*f*2*d1（i）/vp）;
end;
for i=1:1:15
    h2=h2+g2（i）*exp（-（a0+a1*f.^k*d2（i））-j*2*pi*f*2*d2（i）/vp）;
end;

%-----中压电力线信道画图-------------
figure;
subplot（321）;
plot（f/100000020*log10（abs（h1）））;
axis（[0 bandwidth/1e+6 -5

 属性            大小     日期    时间   名称
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     文件       4581  2012-11-04 12:44  powerlinechannel1.m

     文件     392126  2012-11-03 11:04  张惠敏2009中压电力线传输特性多径模型的建模.pdf

     文件      43520  2013-11-15 08:57  低压电力线信道特征与matlab仿真 matlab2011.doc

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               440227                    3