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OFDM电力载波技术在智能家居中的应用
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1 OFDM 电力载波技术在智能家居中的应用 云南电网公司楚雄供电局,刘正友 摘 要:本文首先介绍了正交频分复用(OFDM)载波通信的原理,指出 OFDM 是一种多载波调制技术。然后介绍 OFDM 体系结构和技术优势,说明 OFDM 具有频率利用率高,传输速度快,抗干扰能力强的特点。最后介绍了基于 OFDM 组网技 术在智能家居领域的应用,提出电力线载波具有不需要重新布线,无辐射等优点,而 OFDM 速度高,抗干扰能力强,结合 加密技术,使家居的智能解决方案更完善。 关键词:OFDM;分析;智能家居;应用 随着科技的进步,人们的物质条件和生活水平的提高,人们对家居环境的要求也越来越高,智能家居不 仅要舒适更加需要便捷、高效、安全及个性化,使人们可以随时随地了解家中各种用电设备的运行状况、电 能消耗和远程控制等,为人们创造和提供良好的家庭生活空间,智能家居同时是智能电网在用电侧实现信息 化、自动化、互动化的特征,本文主要介绍了 OFDM 电力载波原理,体系架构,智能家居的概念及 OFDM 在智 能家居领域的应用。 1 OFDM 电力载波原理 正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术是多载波调制(MCM, Multi-Carrier Modulation)技术的一种,其概念于 20 世纪 50~60 年代提出,20 世纪 80 年代后,随着大规 模集成电路的发展, 使 FFT 技术更加易于实现, OFDM 开始正式走上通信舞台, 逐步迈入高速数字通信的领域, 被广泛应用 [1]。 由于OFDM可以有效地消除信号多径传播所造成符号间干扰(ISI) ,OFDM技术最初主要被用于无线通信信 道,1995年,由欧洲电信标准协会(ETSI)制定了数字音频广播DAB标准,这是第一个使用OFDM的标准。此后, OFDM技术在DVB、ADSL、IEEE 802.11、ETSI等应用和标准中被采纳而广泛使用。 在电力线通信方面,从2008年至今,随着节能减排低碳的需求,以及各国对自动抄表(AMR)技术和智能 电网(Smart Grid)建设的需要,PRIME联盟和G3-PLC联盟分别推出了用于智能电网的开放性的全球电力线通 信协议。后来,电气与电子工程师协会(IEEE)和国际电信联盟(ITU)均以这两份规范为参考,并进行了进 一步的研究与修改,分别发布了IEEE Std 1901.2和ITU-T G.990x系列标准,同时,宽带电力线相关标准IEEE 1901、ITU-T G.996x等陆续推出,这些标准的物理层均基于OFDM技术实现。 OFDM 是一种特殊的多载波传输方案,可以看作是一种调制技术,也可以当作一种复用技术。具备高速率 资料传输的能力,能有效对抗频率选择性衰减。OFDM 的主要思想是:将信道分成若干正交子信道,将高速数 据信号转换成并行的低速子数据流,调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关 技术来分开,这样可以减少子信道之间的相互干扰。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽,因此每 个子信道上的可以看成平坦性衰落,从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带 宽的一小部分,信道均衡变得相对容易。 2 OFDM 体系架构及技术优势分析

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