靠前信息工程优选技术译丛电力线通信:从多媒体到智能电网的原理.标准和应用(原书第2版)

目录

译者序

原书前言

第1章引言1

第2章信道特性7

21简介7

22信道建模基础7

221室内/室外拓扑结构简介10

2211低压、中压和高压市电拓扑10

2212住宅和商业区的室内布线拓扑11

222频段受限信道的一些基本定义和属性12

2221脉冲响应持续时间14

2222平均信道增益14

2223方均根时延扩展（RMS-DS）14

223室内高频和超高频信道的特性14

224室外信道特性（低压和中压）18

225低频信道特性及其阻抗19

226基本方法：确定性模型和经验模型19

2261基于时域的建模：多径模型19

2262基于频域的建模：传输线模型21

227建模方法的优缺点23

228确定性方法和统计方法的结合：混合模型25

23室内和室外低压信道模型26

231传输线理论的基本原理26

2311弱有损线28

2312反射29

232室外低压信道模型29

2321欧洲、亚洲和美国的接入网络拓扑29

2322基于回波的信道模型32

23239~500kHz低频范围内的差异40

2324接入域中的参考信道43

233室内低压信道建模45

2331建模原理45

2332LTI信道模型48

2333LPTV信道模型51

2334室内参考信道59

24中压信道模型63

241中压特性64

2411配电变电站64

2412网络布局和拓扑65

2413架空电缆和地下电缆66

2414架空电缆67

2415地下电缆68

242中压信道模型简介68

243基于测量的中压信道特性70

244基于理论的中压信道特性71

2441架空电缆71

2442地下电缆71

2443中压配电网中的MIMO电力线通信72

245噪声和干扰72

25户外高压信道模型73

251高压场景73

252高压信道模型78

2521高压链路衰减79

253高压线路噪声84

254电晕噪声85

26MIMO信道87

261接地方法88

262MIMO PLC原理88

263实验测量结果89

2631MIMO耦合器89

2632信道的统计特性90

264MIMO PLC信道的建模和生成95

2641自顶向下的建模方法95

2642自底向上的建模方法98

265信道频率外的响应101

2651线路阻抗101

2652EMC相关知识102

2653MIMO背景噪声103

27噪声与干扰104

271PLC噪声分析104

2711时域PLC噪声105

2712频域PLC噪声106

2713时频域PLC噪声107

2714总噪声波形111

272PLC噪声统计-物理建模111

2721高斯混合和Middleton’s Class-A：模型介绍111

2722高斯混合和Middleton’s Class-A：模型推导112

2723结果统计模型114

273PLC噪声经验建模115

2731脉冲噪声的时域建模方法115

2732脉冲噪声的频域建模方法115

2733周期性循环平稳噪声模型116

274自适应编码调制与解调的PLC噪声特性117

28信道模型与软件参考119

29其他场景下的信道120

291LVDC配电系统121

2911LVDC配电系统的结构和特性121

2912LVDC配电系统中的PLC124

2913LVDC系统中的PLC信道特性124

292车内电力线通信信道131

2921车载线路束配置131

2922信道传递函数132

2923电路的输入阻抗135

2924噪声与干扰135

293船舶内电力线通信136

2931船舶PLC文献综述及其电网特性137

2932大型游轮网络拓扑及其测量139

2933传递函数对节点导纳的灵敏度140

2934节点导纳的变化和大节点的判别142

294总结143

参考文献143

第3章电磁兼容153

31简介153

32EMC中的参数154

321EMC相关传输线的参数154

322耦合因子156

323电场和磁场157

33电磁辐射159

331辐射160

332传导辐射161

34电磁敏感性163

35EMC协调164

351兼容性级别164

352限值的定义165

353认知无线电技术166

36EMC在欧洲的标准化和监管170

361欧盟中标准化与监管的区别170

362PLC的EMC调节171

3621市场准入172

3622对干扰投诉事件的监管173

363PLC中EMC的标准化174

3631CENELEC174

3632ETSI-CENELEC联合工作组175

3633国际EMC产品的标准化176

37电力线和其他有线通信系统之间的耦合178

371电力线和家庭环境里的电信线路的耦合特性179

372PLC传输对在VDSL2上传输的服务的影响179

3721实验室测试180

3722现场实验测量187

373VDSL2传输对PLC的影响189

374减轻影响的总结和方法190

38*后说明191

参考文献191

第4章耦合194

41简介194

42耦合网络197

421要求197

422电容耦合200

423电感耦合202

424实际RF变压器203

425电阻分流器206

426电感分流器207

427调制解调器TX（发送方）和RX（接收方）阻抗210

428变压器旁路耦合211

429无功功率以及电压和电流额定值214

4210不确定性215

4211小结216

43低压耦合216

431介绍216

432N-PLC耦合器217

433B-PLC耦合器218

4331阻抗匹配219

434相间耦合221

435单相耦合221

44高压耦合222

45中压耦合225

46总结226

参考文献227

第5章数字传输技术229

51简介229

52单载波调制229

521频移键控229

522扩频调制236

5221SS技术类型：直接序列扩频237

5222SS技术类型：跳频242

5223SS技术类型：线性调频246

5224PLC中SS技术的优点和缺点249

5225SS技术在PLC系统中的实际应用250

53多载波调制251

531作为滤波器组的多载波调制252

532DFT滤波器组调制方案254

5321高效实现254

5322滤波多音（FMT）调制256

5323正交频分复用（OFDM）257

5324发射端脉冲成形的OFDM和有窗的OFDM260

5325接收端有窗的OFDM261

5326OQAM-OFDM262

533DCT滤波器组调制解决方案263

5331离散小波多音（DWMT）复用技术263

5332DCT-OFDM263

534其他MC方案264

5341循环块滤波多音调制264

535共存和陷波266

536比特加载267

54电流和电压调制269

541VLF/ULF PLC270

542带有开关负载发射机的OOK272

543使用谐振发射机的OOK278

544使用共振发射机的PSK281

55超宽带调制284

551I-UWB 发射机285

5511高斯脉冲成形设计285

552I-UWB接收机286

5521滤波器接收机286

5522等效匹配滤波器接收机287

5523噪声匹配滤波器接收机287

5524N-MF接收机的频域实现287

5525接收机的比较288

56降低脉冲噪声的方法288

561噪声的预备知识289

562传输方法291

563检测方法292

564多载波传输的抑制方法296

57MIMO传输301

571MIMO信道和定义302

572MIMO 容量303

573空间复用法308

574分集309

575信道估计311

576宽带MIMO 313

577关于PLC的MIMO研究315

58编码技术315

581各种协议中的编码技术316

582标准中的编码技术318

5821PRIME318

5822G3-PLC319

5823ITU-T G9960321

5824IEEE 1901323

583其他编码技术328

参考文献330

第6章电力线通信系统的MAC层及上层协议340

61简介340

62MAC层概念340

63不同电力线通信应用和域的协议342

631多个PLC小区之间的传输资源共享342

6311PLC小区之间的固定信道分配342

6312PLC小区之间的动态信道分配343

632PLC小区之间传输资源共享346

6321干扰347

6322信道组织348

633分布式PLC小区之间资源分配协议350

6331PLC网络结构概述350

6332资源单位定义和要求350

6333PLC网络中的资源利用率350

6334传输资源分配协议的描述351

6335基站间的通信351

634信道重分配策略原理352

635评价指标353

6351CA-Msg的吞吐量和传输时间353

6352分配协议的性能354

636数值结果354

6361CA-Msg的吞吐量和传输时间355

6362分配协议的性能355

637小结357

64多用户资源分配358

641信息论方法：多用户高斯信道359

6411单用户高斯信道 359

6412多址接入信道360

6413广播信道361

6414观察实际执行中的可实现速率362

642PLC场景下的多用户资源分配362

643PHY层系统模型363

644FDMA365

6441OFDMA网络中的载波分配技术365

6442FDMA网络中的多址接入干扰368

645TDMA372

6451无争用的TDMA：*优时隙设计和分配过程372

646TDMA和FDMA基于争用的协议376

647相关文献376

6471FDMA376

6472TDMA377

65协作电力线通信378

651协作通信简介378

652协作电力线通信简介379

653单向协作PLC系统380

6531单频网络381

6532分布式空时分组码381

6533协作编码383

6534AF和DF中继384

6535室内PLC的AF和DF中继386

654双向和多路协作PLC系统388

参考文献391

第7章用于家庭和工业自动化的PLC397

71简介397

72家庭和工业自动化中PLC的应用397

73流行的家庭自动化协议399

731X10协议399

7311X10的物理层规格和传输399

7312X10的缺陷400

732KNX/EIB PL 110标准401

7321KNX PL 110物理层和数据链路层规范401

7322KNX PL 110拓扑结构和寻址402

7323KNX与X10的比较402

733LONWorks402

74应用于冷藏集装箱船的电力线通信403

741物理层规范403

742数据链路层协议404

743系统组件406

744通信协议407

745备注408

75窗口跳频系统AMIS CX1配置文件409

751物理层410

752媒体接入控制和网络层412

753管理方法413

754进一步说明415

76数字风暴415

761数字风暴的架构和组件415

762数字风暴PLC网络组件和安装416

763数字风暴通信417

77总结417

参考文献417

第8章多媒体PLC系统419

81简介419

82多媒体业务的QoS要求419

821多媒体家庭网络420

8211多媒体业务特性420

8212服务质量参数421

8213多媒体业务的PLC解决方案422

83多媒体PLC的优化422

831多媒体PLC的总体设计注意事项423

8311多信道效应，PLC通道中的噪声和干扰423

8312多媒体PLC设计选择423

84宽带PLC网络技术标准424

85IEEE 1901宽带电力线标准424

851IEEE 1901 FFT-OFDM PHY425

8511概述425

8512载波调制427

8513帧控制427

8514有效载荷428

8515IEEE 1901 FFT-OFDM增强HomePlug AV 11428

8516附加保护间隔428

85174096-QAM429

851816/18码率429

852IEEE 1901小波-OFDMPHY429

853MAC层和两个PLCP层429

854IEEE 1901 FFT-OFDMMAC430

8541网络架构430

8542网络操作模式431

8543MAC/PHY跨层设计多媒体431

8544信道接入控制432

8545媒体活动433

8546信道适配435

8547汇聚层435

855共存435

8551ISP波形和网络状态436

8552支持动态带宽分配(DBA)437

8553TDMA时隙重用(TSR)能力的支持438

86性能评估439

861MAC分帧性能439

862MAC总体效率439

87HomePlug AV2440

871频段的扩展440

8711功率回退机制441

872有效陷波441

873立即重复441

874短分隔符和延迟确认信号442

8741短分隔符442

8742延迟确认442

88ITU-T G996x(Ghn)442

881G9960网络架构概述443

882ITU-T Ghn的物理层概述446

8821调制和频谱使用446

8822高级FEC447

8823框架447

8824MIMO448

883Ghn的数据链路层概述448

8831媒体接入方法448

8832安全450

参考文献450

第9章用于智能电网的PLC453

91简介453

911PLC技术分类453

912电网454

9121电网描述454

9122电网的地区差异456

913要求457

914应用459

915概要461

92标准461

921ITU-T G9902 Ghnem标准462

9211物理层462

9212MAC层462

922ITU G9903 G3-PLC标准463

9221物理层464

9222MAC层466

9223适配层467

9224与其他PLC网络共存467

923ITU-T G9904 PRIME标准468

9231物理层469

9232MAC层470

9233汇聚层471

924IEEE 19012标准472

9241频段使用和共存473

9242物理层473

9243MAC层473

925HomePlug Green PHY规范474

93法规474

931美国475

932欧洲476

9321欧洲市场对PLC的限制477

9322工作在3~1485kHz的PLC设备的测量方法478

9323IEEE 19012标准下，工作在150~500kHz频率范围内的PLC设备的测量方法480

933日本481

9331ARIB的带内测量设置481

9332ARIB的带外辐射要求482

94应用482

941PLC作为电信骨干技术483

9411信号耦合的可行性483

9412数据传输速率要求485

9413通信弹性486

9414网络规划过程486

9415真正的部署487

942保护继电中的PLC490

9421导频继电490

9422测试部署491

943PLC智能计量492

9431PLC部署493

944用于智能电网低压电网控制的PLC494

9441使用PLC进行智能电网运行的优点和例子495

95总结496

参考文献497

第10章用于交通工具的PLC501

第11章结论520