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在研究甚窄帶電力線載波通信技術(shù)的過(guò)程中，上海正偉也對(duì)載波通信所使用的電力線載波信道有了些研究和認(rèn)識(shí)，特別是后期專(zhuān)門(mén)對(duì)一些典型的現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量。這些工作是評(píng)價(jià)新的載波通信技術(shù)的基礎(chǔ)，但值得注意的是，由于電力線載波信道的復(fù)雜性，我們?cè)诙虝r(shí)間的研究測(cè)試工作也只能得到一個(gè)粗略的結(jié)論，其主要作用在于印證我們所使用的一些別人在這方面的測(cè)試和研究結(jié)果，所以這里所提到的有關(guān)電力線載波信道的特點(diǎn)主要是對(duì)正偉接觸電力線信道過(guò)程中感性認(rèn)識(shí)的一些總結(jié)，其中的數(shù)據(jù)部分僅有參考意義。有些結(jié)論是參考別人的研究成果，與正偉的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)印證后的結(jié)果。
低壓電力網(wǎng)的特性要從對(duì)信號(hào)的衰減和信道本身的干擾信號(hào)兩方面來(lái)考慮，雖然衰減和干擾本身最終都影響信噪比。但電力線上的衰減具有時(shí)變位置相關(guān)和隨機(jī)猝發(fā)等特點(diǎn)，危害更大。
一、干擾的分類(lèi)和特點(diǎn)
電力線的干擾主要由用電負(fù)載向電網(wǎng)注入，復(fù)雜多樣，但總的來(lái)說(shuō)可分為以下幾種：
1、諧波干擾 Harmonic Noise
所有的非線性負(fù)載都會(huì)產(chǎn)生不同參數(shù)的，不同強(qiáng)度分量的諧波干擾。諧波干擾信號(hào)是電力線最主要的干擾信號(hào)，特別是在低頻段（100Hz—10KHz）。在較高頻段則諧波不是主要干擾類(lèi)型。
諧波干擾信號(hào)有強(qiáng)的相關(guān)性，它的頻譜是以50Hz為間隔的，實(shí)際中由低至高迅速下降，我們?cè)涗浟舜罅康倪@種低頻段的頻譜，《電力線載波信道的噪聲測(cè)試》中實(shí)驗(yàn)結(jié)論的數(shù)據(jù)具有代表性的，實(shí)際上5Hz—10KHz電平干擾信號(hào)平時(shí)也是基本上是諧波信號(hào)電平的反映。
要注意三點(diǎn)①諧波干擾信號(hào)由所有用電器產(chǎn)生的諧波隨機(jī)疊加而成，有一定帶寬，三次諧波是150Hz附近的一個(gè)窄帶信號(hào)而不是150Hz的單音。②有些工作在工頻電壓的半周，而另半周不工作的設(shè)備，會(huì)產(chǎn)生次諧波即頻譜以25Hz為間隔。③某些變頻設(shè)備會(huì)向電網(wǎng)發(fā)送非50Hz整數(shù)信的諧波。
2、脈沖噪聲 Impulse Noise
脈沖噪聲應(yīng)該說(shuō)是電力線載波通信中最大的障礙，脈沖噪聲具有瞬間、高能、覆蓋頻率范圍寬的特點(diǎn)。對(duì)載波信號(hào)的影響巨大，它的特點(diǎn)使得普通的信號(hào)處理方法不能有效去除它的影響。
3、等幅振蕩波干擾 Continuous Wave Jamming
使用電力線載波進(jìn)行監(jiān)控，語(yǔ)音對(duì)講等的設(shè)備，會(huì)在電力線上注入連續(xù)干擾。開(kāi)關(guān)電源類(lèi)用電器的工作頻率及其諧波泄漏比前者產(chǎn)生更大、更多類(lèi)型的等幅振蕩波干擾，值得注意的是這類(lèi)干擾主要集中在20KHz—300KHz之間。
4、寬帶白噪聲干擾 Wide band noise
由于整個(gè)電網(wǎng)是聯(lián)系的整體，同時(shí)也是一個(gè)巨大的接收天線，遠(yuǎn)近、強(qiáng)弱、相位不同的諧波，脈沖噪聲等幅干擾的隨機(jī)疊加，使得任何時(shí)間，任何位置，電力線上除了能明確歸屬上述三種干擾之外，還總是存在一個(gè)相當(dāng)大電平的背景噪聲。雖然這種噪聲也是從低頻到高頻電平逐漸減小，但在一定帶寬內(nèi)它具有白噪聲特性。
電力線上時(shí)刻存在的這些干擾是共同起作用的，但是在不同的頻譜，不同的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境又具有不同的特點(diǎn)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，頻率越低，諧波越占有更多比重，頻率越高，脈沖噪聲和CW型噪聲占有更多比重。在頻率高到300KHz以上時(shí)，基本上是白噪聲特性了。
二、 電力線載波信號(hào)衰減特性
電力線上的衰減信號(hào)有如下特點(diǎn)：
1、 與頻率相關(guān)：高頻衰減遠(yuǎn)大于低頻衰減，但又不能建立相關(guān)模型。
2、 與時(shí)間相關(guān)：有兩層含義，一方面，某些負(fù)載在50Hz的一周內(nèi)有變換的衰減特性，另一方面，負(fù)載在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的衰減變化和負(fù)載的接入，退出引起的變化。
3、 與位置相關(guān)：由于電力線拓?fù)鋸?fù)雜，接點(diǎn)和傳輸介質(zhì)多種多樣，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有不同的分布負(fù)載（信號(hào)衰減器），使得衰減與位置的關(guān)系最為復(fù)雜的，特別是在較高頻率時(shí)。
以下是一些電力線載波衰減的一般規(guī)律：
1、 除了距離外，信號(hào)衰減大于20dB。我們的測(cè)試結(jié)果和《電力線載信道的衰測(cè)試》的實(shí)驗(yàn)結(jié)論、在別的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)、也證明在5KHz的衰減最大不會(huì)越過(guò)40 dB。
2、 同相衰減一般小于跨相衰減，但也有例外，如某些時(shí)間或某些頻率。
3、 頻率上升時(shí)，衰減增大，但變化不是單調(diào)的（參看圖2）。
4、 在某些頻率可能有選擇性衰減。
5、 負(fù)載變化引起的隨時(shí)間變化的衰減變化范圍很大，可達(dá)20 dB以上，高頻段時(shí)，范圍可達(dá)60 dB。
6、 位置變化時(shí)載波引入點(diǎn)的阻抗變化從0.1歐姆至100歐姆變化（指高頻段），信號(hào)衰減多數(shù)情況下小于55 dB，但有時(shí)又高達(dá)100 dB。
7、 阻抗調(diào)制會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞信號(hào)，使得信號(hào)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。
8、 脈沖干擾產(chǎn)生的同時(shí)會(huì)伴隨信號(hào)的寬頻衰減即此時(shí)信噪比極度惡化。
9、 分段開(kāi)關(guān)，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)和分支開(kāi)關(guān)的動(dòng)作會(huì)改變信號(hào)傳輸路徑，引起的衰減變化可能是巨大的。
10、 5KHz—10KHz信號(hào)衰減與距離表現(xiàn)出較弱的關(guān)系。
11、 地理電纜的線與線之間，線與地之間的電容會(huì)對(duì)信號(hào)造成較大衰減。
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