通信工程开题报告.doc

湖 北 大 学本科毕业论文（设计）开题报告题 目 基于555的载波通信系统设计 姓 名 学 号 专业年级 指导教师 职 称 2009年 02 月 16 日1 本课题的研究目的及意义随着科学技术日新月异的发展，通信技术正在大踏步地走向数字化，数字光纤通信、数字卫星通信和数字微波通信系统占有越来越大的比重，模拟的载波通信系统日益收缩。但在一定时期内，载波通信在支线和农村地区仍然会继续发挥作用。在电力系统当中，电力线载波通信技术已经有了比较广泛的应用，低压载波、 高压载波 、超窄带载波 、宽带电力线载波 、扩频技术等应用于电力线载波通信中，形成了多样化的载波通信产品与技术。目前, 它更是电网调度自动化、网络运营市场化和管理现代化的基础, 是确保电网安全、稳定经济运行的重要手段, 是电力系统的重要基础设施。由于电力通信网对通信的可靠性、保护控制信息传送的快速性和准确性具有极严格的要求, 并且电力部门拥有发展通信的特殊资源优势, 因此世界上大多数国家的电力公司都以自建为主的方式建立了电力系统专用通信网。电力线载波则以电力线路为传输通道，通过载波的方式将模拟信号或者数字信号进行高速传输，具有通道可靠性高，路由合理，可同时复用远动信号的优点，是唯一不需要线路投资的有线通信方式。电力供电网络四通八达, 而低压电力线连接千家万户, 构成最普及的网络。利用它进行数据通信,传递各种信息, 不占用无线频道资源, 亦无需铺设专用通信线路, 省工、省钱、维护简单, 电力线载波技术无疑有着广阔的应用前景。正是由于电力线载波通信有着巨大的发展潜力，所以在本文中我将对电力线载波通信的原理有所研究，同时想在加载555信号的情况下进一步研究其相关的原理及特点。2 已了解的本课题国内外研究现状通过电力线载波通信方式传送信息, 其历史可追溯到 20 世纪 20 年代; 到 20 世纪 50 年代, 低频高压电力线通信技术已广泛用于监控、远程指示、设备保护以及语音传输等领域;20 世纪 50 年代后至 90年代早期的 30 多年, 电力线载波通信开始应用在中压和低压电网上, 其开发工作主要集中在电力线自动抄表、电网负载控制和供电管理等领域;20 世纪90年代后期至今, 电力线载波通信开始研发 Internet 应用产品, 并取得试验应用 。现在主要从三个方面谈谈其目前的研究现状：（1）电力线载波通信的发展现状电力线载波通信技术在历史上经历了从模拟到数字的发展过成程，这样更有利于在短期内以较小的投资来解决较大容量的数字传输问题。近年来，国外采用扩频通信技术，已推出了传输数据速率为19.2kb/s和100.0kb/s的电力线扩频通信产品；在市电网上传输2Mb/s以上速率的产品；在市电网或10kv电网上传输4.8kb/s速率的数据传输设备。它具有可靠性高、抗干扰能力强、体积小、误码率低、传输数据速率高等显著特点。数字通信技术的发展给电力线载波通信开辟了极为广阔的前景。融合计算机技术和数字信号处理技术，采用数字式电力线载波系统对电力线载波通信网络进行扩展和改进，无论在经济上还是在技术上都是最佳选择方案。（2）电力线载波通信存在的主要问题由于我国电力事业的迅猛发展，电网规模也越来越大，这样就对电网管理和技术提出了更高的要求。电力线载波由于其固有的通道干扰大，信息量小，设备水平、管理维护水平等方面造成的稳定性差、故障率高等弱点已不能适应现代电网对通信多方面、多功能的要求。所以现在出现了新的通信方式，如数字微波、卫星通信、光纤通信、移动通信等，但在郊县、山以及偏远的变电站，架设光缆、安装微波接收器或卫星接收器，投资巨大，工程复杂；有些站点在近期是无法实现的，但原来的载波设备又大都因为传输速率与信道容量的限制，不能很好的完成数据、图像的传输，而数字载波通信的出现，正好解决了这一问题。（3）低压电力线载波通信的国内外研究现状 a国外低压电力线载波通信的研究现状国外对电力线载波通信技术的研究起步较早，已有多家公司推出了自己的电力线载波 Modem芯片，并制定了电力线载波通信适用范围的标准，尤其是在德国、韩国、美国、瑞士等国，该项技术都已近于实用。有文献报导，NORWEB公司在世界上首次成功实现配电网上的25 个终端用户的电话与数据通信试验后(1992-1993)，已开发出在 2MHz 带宽内数据传送速率为 1Mbps 的系统 。1993 年，英国S WEB 公司成功地在一地区性有限遥测系统RMS中采用中低压配电网进行两路数字载波通信，将己有的水、气表计与电能表计连接起来，能提供包括水、天然气、电能的自动抄表等功能 。美国将主要的精力放在了PLC在智能小区建设以及智能家电领域的应用。由思科，惠普，因特尔等公司组成设立的家庭插电联盟致力于创建电力线网络的通用标准，并于 2001 年2 月开始在对世界范围内的500多个家庭进行实验，主要实验场地为美国和加拿大。另外，日本，韩国，欧洲等也有涉及。德国是欧洲进行电力线接入技术的代表性国家，西门子公司开发了以电力线为载体的高速上网服务，德国卡尔斯鲁厄电力公司对此进行了可行性研究。1999 年3月11 日，德国最大的电力设备生产厂商 WX, 能源股份有限公司和瑞士Ascom 公司向公众展示了利用公用电网传输电话和数据的技术，使用户可通过低压电网，以高于当时 ISDN技术30倍的速度在因特网上浏览、传送数据。最近几年，日本、韩国和新加坡等国都相继报道已经实现了利用低压电力线的高速互联网传输技术，并正在各自国家进行推广应用，国际上对高速 PLC专用芯片的研制也取得了突飞猛进的发展，美国的 Intellon公司的14Mbit/s芯片己经达到实用化水平。b我国低压电力线载波通信的研究现状我国PLC技术的研究起步较晚，但发展速度较快。2001 年5月 18 日，中国信息产业部正式批准了国电通信中心的ISP业务申请，国电通信中心从此具备了开展上网业务的通行证。据最新报道 ，中国电力科学研究院己开发出了2Mbit/s和 14Mbit/s 的电力线高速通信系统，并在沈阳建立了第一个宽带接入实验小区。2001年底，福建省电力试验研究院也研制成功了10Mbit/s的电力调制解调器，实现了电力线的高速数据传输技术，可以利用USB电力通信适配器实现电力线上网，还可利用FDDTP电力调制解调器，通过电力线实现任何电气设备之间数据通信 。目前，这种技术已经走向市场，电力线载波通信技术的大范围应用必将促使这一领域在我国的发展日趋成熟。 3本课题的研究内容1、了解电力线载波通信的基本原理以及发展，着重研究低压电力线载波通信的原理及其目前存在的相关问题；2、对低压电力线信号传输特性、载波通道特性进行相关的分析；3、研究555信号调制解调的原理；4、设计555信号的调制解调电路；5、设计符合该系统的耦合电路；6、设计基于555信号的电力线载波通信系统；7、翻译一篇相关英文文献。4本课题研究的实施方案、进度安排一实施方案： （1）电力线载波通信原理研究 a.简单分析各种电力线载波通信的原理及相关优缺点； b.由于555适用于低压范围，故着重分析低压电力线载波通信的原理。 （2）低压电力线信号相关特性的分析 a.传输特性、载波通道特性及噪声特性的分析。 （3）555信号的调制解调原理研究 a.适用于555信号的调制解调方式； b.设计出相应的电路。 （4）设计基于555信号的载波通信系统的主电路图 a.通过耦合器将电力线耦合到555的两端，通过调制、解调使其输出理想中的信号。 二进度安排：2008.112008.1 查阅相关资料;2009.2上旬2009.2中旬 完成开题报告;2009.2下旬2009.4上旬 完成论文相关设计和论文初稿撰写2009.4中旬2009.4下旬 毕业论文定稿和论文答辩5已查阅的主要参考文献1 陈兰英，孔媛媛.电力线载波通信技术的发展与应用前景J.江苏电机工程,2007，26（6）：56-58.2 郑晓锋，林海波.电力线载波通信J.重庆工学院学报,2008，22（6）：122-125.3 杜琼，周一届.电力线载波通信技术J.华北电力技术,2005，15（2）：43-47.4 王昕.电力线载波通信系统存在的问题及解决方案J.西南科技大学学报，2004，19（1）：6-9. 5 汤效军.电力线载波通信技术的发展及特点J.电力系统通信，2003，22（1）：47-51. 6 王安伟，刘德军.几种调制技术的共性J.电信技术，1996，23（4）：15-20.7 何建，杜海霞，孔令宇.新时代的电力线通信技术J.东北电力学院学报，2005，25（2）：27-31.8 陈光东.单片机原理与接口技术.华中科技大学出版社，2003，23（4）：36-78.9 童秉枢.现代CAD技术M .北京清华大学出版社，2000，37（8）：50-69.10 阎石. 数字电路M，高等教育出版社，2004，33（35）：120-153.11 童诗白等，模拟电路，清华大学电子教研组，1998，55（2）：67-121.12 Andreas Hauser Stefan Ramseier Dart Net The New PLLC ommunication Systemfor MV and LVN etworks JAB-BReview,1999(4)：4-10.1