無線通信主要包括微波通信和衛(wèi)星通信。微波是一種無線電波，它傳送的距離一般只有幾十千米。但微波的頻帶很寬，通信容量很大。微波通信每隔幾十千米要建一個微波中繼站。衛(wèi)星通信是利用通信衛(wèi)星作為中繼站在地面上兩個或多個地球站之間或移動體之間建立微波通信聯(lián)系。以下是今天學(xué)習(xí)啦小編為大家精心準(zhǔn)備的：寬帶電力線通信對無線通信的影響及其頻帶的管理相關(guān)論文。內(nèi)容僅供參考閱讀!

　　寬帶電力線通信對無線通信的影響及其頻帶的管理全文如下：

　　本文關(guān)鍵字：監(jiān)測　ETSI　電磁干擾　測試　信息化　電力線　電信　無線通信　網(wǎng)絡(luò)　北電　電力線上網(wǎng)　寬帶接入　EMI　數(shù)據(jù)通信　OFDM　布線　GSM　天線　電信網(wǎng)　局域網(wǎng)

　　引言

　　隨著Internet技術(shù)和市場應(yīng)用的快速發(fā)展，各種寬帶接入方式相繼出現(xiàn)，利用電力線進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)也取得了重大進(jìn)展。

　　更高速率的寬帶電力線設(shè)備，例如45 Mbit/s、85 Mbit/s、200 Mbit/s等速率的產(chǎn)品相繼問世，利用寬帶電力線上網(wǎng)已經(jīng)成為獨(dú)特的接入方式，但是電力線通信系統(tǒng)(PLC系統(tǒng))引起的電磁兼容問題成為PLC推向市場的最大障礙。

　　電力線高速數(shù)據(jù)通信技術(shù)是一個正在發(fā)展中的嶄新學(xué)科。電力線一般用來傳輸220V/50Hz電能,為了提供從數(shù)Mbit/s到數(shù)十Mbit/s以上的數(shù)據(jù)傳輸，就必須采用數(shù)MHz以上的頻段。但在當(dāng)前的技術(shù)條件下，這會引發(fā)嚴(yán)重的EMI(電磁干擾)。例如，NOR.WEB公司的PLC系統(tǒng)運(yùn)行后，發(fā)現(xiàn)路燈變成了發(fā)射天線，干擾了包括英國廣播公司4臺在內(nèi)的多家廣播電臺的無線電信號接收。本文將就PLC系統(tǒng)的電磁兼容特性進(jìn)行分析,并對于其頻譜管理提出一些建議。

　　寬帶PLC電磁兼容問題分析

　　1.1 電磁兼容分析模型

　　對于一般的電磁兼容問題分析的基本模型如圖1所示。

　　圖1 電磁兼容分析模型

　　對于寬帶PLC系統(tǒng)來說，干擾源要整體考慮，不僅包括PLC設(shè)備，而且要考慮當(dāng)信號加到電力線上時，由于電力線是一種非屏蔽的線路，有可能作為發(fā)射天線對無線通信和廣播產(chǎn)生的不利影響。此外還要考慮多種PLC設(shè)備間的相互影響。PLC的耦合途徑是非常復(fù)雜的，是不同的途徑相互作用的結(jié)果，總體上分為兩種，一種是空間的輻射，對應(yīng)的被干擾設(shè)備是無線通信和廣播信號;另一種是沿電力線的傳導(dǎo)騷擾，主要造成對電能質(zhì)量的影響。因此寬帶PLC系統(tǒng)的電磁兼容問題涉及多個PLC系統(tǒng)的共存，以及與無線網(wǎng)絡(luò)的共存。

　　1.2 寬帶PLC系統(tǒng)電磁干擾產(chǎn)生的機(jī)理

　　電力線最主要是用來傳輸電能的，其特性和結(jié)構(gòu)也是按照輸送電能的損失最小并保證安全可靠地傳輸?shù)皖l(50Hz)電流來設(shè)計的，不具備電信網(wǎng)的對稱性(構(gòu)成回路的兩根絕緣芯線對地是對稱的)、均勻性(在線路的全部長度上傳輸導(dǎo)線橫截面形狀及大小、使用材料、導(dǎo)體間的間隔和導(dǎo)體周圍的介質(zhì)都保持均勻不變)，因而基本上不具備通信網(wǎng)所必須具備的通信線路電氣特性。而寬帶PLC系統(tǒng)所產(chǎn)生的電磁干擾問題正是由于電力線的這種對地不對稱性產(chǎn)生的。

　　寬帶PLC系統(tǒng)產(chǎn)生兩種電磁場，傳導(dǎo)波和輻射波。它們都是由共模電流引起的。

　　電磁干擾源的一般模型如圖2所示。

　　圖2 電磁干擾的一般模型

　　根據(jù)這個模型，一般認(rèn)為EMI是由兩種電流注入網(wǎng)絡(luò)引起的，一種是共模電流(Ic)，一種是差模電流(Id)。差模電流信號流入的上行方向(設(shè)備到網(wǎng)絡(luò))產(chǎn)生了一個磁場，而另一個差模電流以同樣的強(qiáng)度和領(lǐng)域與第一個在相反的方向上(網(wǎng)絡(luò)到設(shè)備)上產(chǎn)生第二個電磁場。由于兩個電磁場對稱且方向相反，彼此產(chǎn)生的電磁干擾相互抵消。與差模方式相反，共模電流在同一個方向上，所以產(chǎn)生的電磁場是不對稱的，因此總的電磁輻射是兩個電磁場的疊加。所以PLC 網(wǎng)絡(luò)的干擾主要是由共模電流引起的。

　　PLC對無線通信的影響

　　理論證明，在原有的幾百kHz頻帶內(nèi)是無法實現(xiàn)Mbit/s級的高數(shù)據(jù)傳輸速率的，因此高速PLC技術(shù)所采用頻帶遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了低速PLC所規(guī)定的頻帶范圍。

　　目前高速PLC技術(shù)所采用的頻帶也沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。國際上的實際應(yīng)用一般集中在1 MHz～30 MHz。從高速PLC技術(shù)的應(yīng)用模式來看，國際上主要分為兩種不同的應(yīng)用，歐洲的PLC技術(shù)主要應(yīng)用于Internet接入，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)委員會ETSI(the European Tele—communications Standards Institute)在其技術(shù)規(guī)范“TS101 867”中將1.6 MHz～9.4 MHz規(guī)定為接入應(yīng)用頻帶，將11 MHz～30 MHz規(guī)定為室內(nèi)應(yīng)用頻帶。另一種應(yīng)用方式主要集中在北美，北美的高速PLC技術(shù)主要應(yīng)用在室內(nèi)聯(lián)網(wǎng)。

　　與低速PLC所占的專用頻帶不同，高速PLC所采用的l MHz～30 MHz頻帶已被分配給其他無線電應(yīng)用了，如固定業(yè)務(wù)、移動業(yè)務(wù)(水上移動、陸地移動、航空移動)、無線電定位、無線電導(dǎo)航、標(biāo)準(zhǔn)頻率和時間信號、短波無線電廣播、業(yè)余無線電業(yè)務(wù)、衛(wèi)星業(yè)余業(yè)務(wù)、射電天文和氣象輔助等業(yè)務(wù)。

　　對PLC而言，首先要考慮是否存在尚沒有分配給其他應(yīng)用的頻帶：在德國，l MHz～30 MHz頻帶范圍內(nèi)沒有分配的頻帶大約有7.5 MHz，但頻帶不連續(xù)，因此對信號的調(diào)制技術(shù)就會有選擇性。OFDM 采用多載波技術(shù)，因此OFDM可以適應(yīng)這種頻帶不連續(xù)的情況。對于已經(jīng)分配的頻帶，如果PLC系統(tǒng)需要使用，就必須考慮在這些頻帶范圍內(nèi)的電磁輻射問題，這是因為PLC系統(tǒng)的載波信號能量可能輻射到周圍空間，對該頻帶內(nèi)的無線電業(yè)務(wù)造成影響。由于這種干擾來自PLC系統(tǒng)的有用信號，因此PLC干擾源的性質(zhì)可以定位為有意干擾源。在這種情況下，只能考慮在這個頻帶內(nèi)對PLC系統(tǒng)的電磁騷擾進(jìn)行限制，以保護(hù)在這個頻帶內(nèi)的無線電業(yè)務(wù)。就電力分布線和發(fā)送線產(chǎn)生的磁場而言，會隨著時間變化而改變，與電流大小成正比。PLC在應(yīng)用頻帶內(nèi)的電磁輻射對無線電業(yè)務(wù)的潛在影響也是目前對PLC應(yīng)用的主要爭議。

　　測試結(jié)果

　　為了評估PLC室內(nèi)局域網(wǎng)系統(tǒng)以及PLC接入系統(tǒng)的電磁輻射水平，許多組織及研究機(jī)構(gòu)對PLC的輻射場進(jìn)行了大量測試[3,4,]。

　　ET.SI PLT工作組的研究小組進(jìn)行了如下測試：在傳導(dǎo)干擾基本滿足CISPR 22 B類設(shè)備規(guī)定的最大限值的情況下，測試不同頻率、不同距離時電力線的輻射場強(qiáng)，研究是否存在干擾合法短波無線電用戶使用的可能性。測試結(jié)果如下:

　　(1) 輻射場的場強(qiáng)隨距離的增加而快速衰減。測試結(jié)果表明，衰減的幅度為距離每增加10倍衰減為31 dB～36 dB。

　　(2) 在城市內(nèi)，滿足CISPR22的PLC系統(tǒng)產(chǎn)生的輻射場強(qiáng)低于典型的大氣和宇宙噪聲，不會對其他無線業(yè)務(wù)產(chǎn)生干擾。但在人煙稀少的農(nóng)村，在12 m～14 m的范圍內(nèi)有可能對無線電接收機(jī)產(chǎn)生影響。

　　(3) 12 m～14 m之外，在任何地區(qū)，滿足CISPR22的PLC系統(tǒng)產(chǎn)生的輻射電平低于典型的大氣和宇宙噪聲，不會干擾無線電接收機(jī)的工作。

　　也有許多專家對大量PLC系統(tǒng)同時使用時的電磁輻射累積效應(yīng)進(jìn)行了研究和測試，其目的在于分析大量PLC系統(tǒng)同時使用時對無線GSM 網(wǎng)絡(luò)，特別是具有高接收靈敏度的GSM中心站的影響。在所測試區(qū)域，有一個GSM 中心管理站，1433個基站(每個基站的容量為200個用戶)，終端用戶容量為28600個。在該網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)共安裝了19個PLC 網(wǎng)絡(luò)。測試結(jié)果表明多用戶同時使用時，如每個PLC終端注入到低壓配電網(wǎng)的信號功率譜密度達(dá)10 mW/Hz(遠(yuǎn)高于PLC 系統(tǒng)實際注入的功率譜密度)，在離PLC 網(wǎng)絡(luò)1500 m處，即使是在沒有建筑物阻擋的開闊地帶，多個PLC系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁輻射值也低于大氣及宇宙噪聲，對環(huán)境噪聲的增值遠(yuǎn)小于0.1 dB。

　　對寬帶電力線等非無線電設(shè)備管理的一些建議

　　通過對寬帶電力線對無線廣播通信頻率干擾的分析，我們對寬帶電力線干擾的機(jī)理和防治方法有了較深入的了解。

　　如何加強(qiáng)對輻射無線電波的非無線電發(fā)射設(shè)備的管理，特別是像寬帶電力線通信這類輻射無線電波的非無線電發(fā)射設(shè)備的管理，是無線電管理部門需要考慮的問題。

　　在信息化社會里，無線電頻譜作為一種重要的資源，它的作用日益重要。無線電業(yè)務(wù)已經(jīng)普及到社會生活的方方面面，各行各業(yè)對無線頻譜的依賴性越來越強(qiáng)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，各類電子設(shè)備等非無線電通信設(shè)備廣泛應(yīng)用于社會生活當(dāng)中，其產(chǎn)生的電磁輻射是無線電通信業(yè)務(wù)的潛在干擾源。由于這類干擾日益增多，對管理提出了新的挑戰(zhàn)。目前對這類干擾查處的主要依據(jù)是《中華人民共和國無線電管理條例》第六章和第八章對非無線電設(shè)備的無線電波輻射的規(guī)定，但力度不夠。

　　對于這些問題，建議在制度方面出臺一些具體的規(guī)章制度，以便處理問題時有章可循，有法可依。在技術(shù)方面應(yīng)逐步加強(qiáng)對該類設(shè)備檢測監(jiān)測技術(shù)的研究，在管理方面須加強(qiáng)與不同部門的溝通和協(xié)調(diào)，實現(xiàn)對這類產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售使用的有效監(jiān)管。

　　結(jié)束語

　　寬帶電力線通信的載波頻段與其他無線電通信業(yè)務(wù)共用，而且電力線是一種非屏蔽的通信線路，因此寬帶電力線通信在實際工作中不可避免地存在電磁干擾的問題。

　　隨著通信技術(shù)的發(fā)展、新的調(diào)制方式和組網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，電磁干擾問題將會不斷得到改善?；谶@種情況，無線電管理者應(yīng)該堅持科學(xué)的態(tài)度，既要保證現(xiàn)有的重要無線電業(yè)務(wù)不要受到干擾，同時要為新技術(shù)的發(fā)展留出空間，使新舊技術(shù)在同一片天空下和諧發(fā)展。