評(píng)估PLC輻射騷擾對(duì)UWB系統(tǒng)影響的具體流程如下

1、寬帶電力線通信系統(tǒng)的電磁干擾評(píng)估資助項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目, 資助項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目, 60871081,60671055, 60771060；高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金，20070013002, 20070013004；信息安全國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（中國科學(xué)院研究生院）開放課題車樹良1, 2，張洪欣2，呂英華2，陽彪21中央民族族大學(xué) 理學(xué)院；2北京郵電電大學(xué) 電子工工程學(xué)院院摘要：在分分析寬帶帶電力線線通信信信道及室室內(nèi)拓?fù)鋼浣Y(jié)構(gòu)的的基礎(chǔ)上上，建立立了電力力線電磁磁輻射模模型，提提出了電電力線電電磁干擾擾的評(píng)估估方法。關(guān)鍵詞：電電力線通通信；電電磁干擾擾；評(píng)估估Electtrom

2、magnnetiic IInteerfeerennce Evaaluaatioon oof BBroaad-bbandd Poowerr Liine CommmunnicaatioonChe SShullianng1, 2, Zhaang Honngxiin2, Luu Yiinghhua22, YYangg Biiao221The Cenntree Uniiverrsitty ffor Nattionnaliitiees, Colllegge oof SScieencee2Beijjingg Unniveesitty oof PPostts aand Tellecoommuuniccatii

3、onss, SSchoool of Eleectrroniic EEngiinneerinng2Statte KKey Labboraatorry oof IInfoormaatioon SSecuuritty（GGradduatte SSchoool of Chiinesse AAcaddemyy off Sccienncess）Abstrractt: BBaseed oon tthe anaalyssis of chaanneel aand inddoorr toopollogyy sttruccturre aabouut BBroaad-bbandd Poowerr Liine Comm

4、munnicaatioon(BBPLCC), thee ellecttrommagnnetiic rradiiatiion moddel of BPLLC iis sset up. Thhen, thhe eevalluattionn meethood oof eelecctroomaggnettic intterffereencee off BPPLC is preesenntedd.Key WWordd: PPoweer LLinee Coommuuniccatiion; Ellecttrommagnnetiic IInteerfeerennce; Evvaluuatiion1. 引言言通

5、信的發(fā)展展要真正正實(shí)現(xiàn)到到個(gè)人，即即無論任任何人(whooeveer)在在任何時(shí)時(shí)候(wwhenneveer)和和任何地地方(wwherreveer)都都能自由由地與世世界上任任何人(whoomevver)進(jìn)行任任何形式式(whhateeverr)的通通信。基基于這一一目標(biāo)，下下一代通通信要求求在全球球范圍內(nèi)內(nèi)實(shí)現(xiàn)無無縫覆蓋蓋，同時(shí)時(shí)可以進(jìn)進(jìn)行包括括語音、文文本、圖圖像、視視頻等在在內(nèi)的高高速多媒媒體通信信。而目目前沒有有任何一一種單一一技術(shù)或或方式可可以完美美的完成成這一任任務(wù)，因因此下一一代通信信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)應(yīng)該是一一個(gè)包含含多種通通信技術(shù)術(shù)、通信信系統(tǒng)的的綜合網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，其其中接入入網(wǎng)的發(fā)發(fā)展是最

6、最活躍的的部分。電電力線通通信作為寬帶帶無線接接入的方方案之一一重新引引起關(guān)注注，主要要是因?yàn)闉榻Y(jié)合正正交頻分分復(fù)用等等技術(shù)，PPLC能能夠充分分利用最最為普及及的電力力線網(wǎng)絡(luò)絡(luò)資源，建建設(shè)速度度快、投投資少、室室內(nèi)無需需布線，用用戶通過過遍布各各個(gè)房間間的電源源插座即即能進(jìn)行行高速上上網(wǎng)，實(shí)實(shí)現(xiàn)“有線移移動(dòng)”，具備備了其他他接入方方式不可可比擬的的優(yōu)勢(shì)1。目前國國際電力力線通信信技術(shù)發(fā)發(fā)展最快快最成熟熟的是歐歐洲和北北美地區(qū)區(qū)。我國國是世界界上較早早開展PPLC技技術(shù)研究究和寬帶帶接入應(yīng)應(yīng)用的國國家，開開通了我我國以電電力線為為傳輸介介質(zhì)的PPLC寬寬帶接入入Intternnet試試驗(yàn)小區(qū)區(qū)

7、，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了利用用電力線線同時(shí)上上網(wǎng)和打打電話1。PLC有著著強(qiáng)勁的的發(fā)展勢(shì)勢(shì)頭，但但是由于于高速率率的數(shù)據(jù)據(jù)在電力力線上傳傳輸會(huì)因因起較強(qiáng)強(qiáng)的電磁磁輻射，直直接對(duì)自自身及其其它無線線通信設(shè)設(shè)備產(chǎn)生生干擾。本文主要討論P(yáng)LC系統(tǒng)統(tǒng)產(chǎn)生的電磁干擾評(píng)估。2. 電力力線通信信電磁輻輻射建模模對(duì)PLC信信道的建建模，需需要考慮慮電力線線信道的的多徑、頻頻率選擇擇性、衰衰減及阻阻抗的隨隨機(jī)性等等。電力力線通信信中高頻頻信號(hào)衰衰減受電電纜長度度以及頻頻率的影影響22-6。這種種傳導(dǎo)衰衰減可以以分解為為天線模模和傳輸輸線模，經(jīng)經(jīng)過特性性分析，電電力線上上的傳導(dǎo)導(dǎo)衰減傳傳輸線模模分量比比天線模模分量占占優(yōu)勢(shì)，因

8、因而可以以用電力力線上的的衰減傳傳輸線模模分量近近似表示示整個(gè)傳傳導(dǎo)衰減減。由平平行傳輸輸線理論論，單位位長度的的傳輸線線的傳輸輸系數(shù)rr： （11）其中R,LL,G和和C是電力力線的基基本電參參數(shù)。當(dāng)當(dāng)信號(hào)頻頻率在11MHzz和300MHzz之間，化簡(jiǎn)得： (2)其中，的含含義是指指趨膚效效應(yīng)的影影響，是是指電力力線絕緣緣材料的的絕緣損損耗。單單位長度度電線的的電阻抗抗主要由由趨附效效應(yīng)所決決定，并并且和成成正比。單單位長度度電纜的的電導(dǎo)率率G主要受受介電材材料（PPVC塑塑料）的的耗散系系數(shù)影響響，和頻頻率f成比例例。因此此電力線線傳輸在在30MMHz以以內(nèi)頻率率信號(hào)的的信道是是一個(gè)和和頻

9、率ff有關(guān)的的衰落信信道，傳傳輸系數(shù)數(shù)r中的實(shí)實(shí)數(shù)部分分為衰減減系數(shù)可可以寫成成：, （33）其中常數(shù)kk1和k2主要由由材料和和環(huán)境綜綜合而成成。進(jìn)一一步改寫寫可得： （44）一般一個(gè)局局域網(wǎng)內(nèi)內(nèi)的構(gòu)成成材料都都是一種種類型，因因此系數(shù)數(shù)k1,k2,都是常常數(shù)，而而k的可以以根據(jù)試試驗(yàn)測(cè)得得，取值值范圍比比較小00.50.77之間。總總之整個(gè)個(gè)電力線線在高頻頻段的信信號(hào)衰減減可以寫寫成33： （55） 為了了方便電電力線輻輻射的計(jì)計(jì)算，可可以將電電力線等等效為如如下的模模型44：FFload1F1F2FNFload2LLLNLIc1Ic2Vo1Vo2接收發(fā)送圖1 電力力線傳輸輸計(jì)算模模型Fi

10、gurre 11 coompuutattionnal moddel of PLCC trranssmisssioon其中參數(shù)矩矩陣為：，R1，R22 ，L1，L2，C1，C2，M，GG11，GG12，GG22分別為為電路的的單位電電阻、電電感、電電容、互互感、電電導(dǎo)等。NN為PLLC線路路段數(shù)。 電電力線傳傳輸?shù)碾婋妷弘娏髁饔镁仃囮嚤硎緸闉?： （66）其中，Viin1，Vin22，Iin11，Iin22分別為為第i段的電電壓和電電流，VVo1，Vo2，Io1，Io2分別別為接收收端的開開路電壓壓和電流流。第i段的共共模電流流為：Iic = Iin11+ Iinn2 （77）近似將整個(gè)個(gè)線路分

11、分割成NN個(gè)單元元，可以以由此計(jì)計(jì)算PLLC的共共模輻射射，即PPLC的的電磁輻輻射： （88） （99）其中H為磁磁場(chǎng)強(qiáng)度度，可以以由空間間電磁場(chǎng)場(chǎng)的關(guān)系系轉(zhuǎn)化為為電場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度，AA為磁矢矢勢(shì)。3.電力線線輻射模模型3.1 室室內(nèi)典型型電力線線拓?fù)淠ＤＰ蛨D2給出了了一個(gè)室室內(nèi)典型型電力線線傳輸拓拓?fù)淠Ｐ托?。圖2 典型型電力線線拓?fù)浣Y(jié)結(jié)構(gòu)Figurre 22 tyypiccal toppoloogy strructturee off PLLC整個(gè)網(wǎng)絡(luò)包包括了一一條主干干線路和和三條開開端分支支，它們們的長度度分別LL1,LL2，LL3,LL4，分分別為112m，3m，3m和3m。為了簡(jiǎn)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)

12、構(gòu)，A和和E的阻阻抗是匹匹配的，中中間節(jié)點(diǎn)點(diǎn)為B,C,DD，接入入點(diǎn)F,G,HH是對(duì)信信號(hào)產(chǎn)生生反射的的節(jié)點(diǎn)，其其反射系系數(shù)為rrij11, 傳傳輸系數(shù)數(shù)為tiij其中中i11，2，7即路徑數(shù)。各段電纜是同一型號(hào)，對(duì)空間任意一點(diǎn)的輻射，都是由這四條線路共同作用的結(jié)果。3.2 電電力線輻輻射的計(jì)計(jì)算流程程1）按照?qǐng)D圖2搭建建電力線線通信模模型，其其中電力力線調(diào)制制解調(diào)器器采用IINT555000。利用用EMSSCANN近場(chǎng)測(cè)測(cè)試儀測(cè)測(cè)試的電電磁輻射射如圖33所示；圖3 典型型電力線線輻射場(chǎng)場(chǎng)Figurre3 raddiattionn off tyypiccal PLCC2）建立PPLC電電磁輻射

13、射仿真平平臺(tái)，按按照HoomePPlugg AVV協(xié)議規(guī)規(guī)定的頻頻譜模板板注入OOFDMM信號(hào)，計(jì)計(jì)算近場(chǎng)場(chǎng)電磁輻輻射。其其中所用用的電力力線拓?fù)鋼浣Y(jié)構(gòu)如如圖2所所示，初初始參數(shù)數(shù)設(shè)置為為A、EE兩點(diǎn)負(fù)負(fù)載匹配配，其它它終端節(jié)節(jié)點(diǎn)開路路；3）調(diào)節(jié)步步驟1中中的仿真真參數(shù)，如如線路衰衰減常數(shù)數(shù)、線路路子段終終端的負(fù)負(fù)載等，直直到觀察察點(diǎn)的仿仿真結(jié)果果與測(cè)試試結(jié)果相相一致為為止；4）按照HHomeePluugAVV的發(fā)射射頻譜模模板77，如如圖4，注注入OFFDM信信號(hào)，根根據(jù)公式式（6）-（9）計(jì)計(jì)算評(píng)估估點(diǎn)的輻輻射場(chǎng)；圖4 HoomePPlugg AVV關(guān)于PPLC的的發(fā)射功功率譜7 Figu

14、rre4 emiissiion powwer speectrrum of PLCC acccorrdinng tto HHomeePluug AAV4. PLLC電磁磁輻射評(píng)評(píng)估結(jié)果果設(shè)PLC的的發(fā)射功功率為110mww，根據(jù)據(jù)上述的的PLCC電磁輻輻射計(jì)算算流程，就就可以評(píng)評(píng)估PLLC在空空間的電電磁輻射射。其中中注入PPLC的的信號(hào)源源以HoomePPlg AV的的頻譜模模板（圖圖4）為為發(fā)射標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，得得到的發(fā)發(fā)射功率率譜如圖圖5所示示。計(jì)算算得到的的PLCC在UWWB頻段段的干擾擾信號(hào)如如圖6所所示。圖5. PLCC發(fā)射功功率譜密密度Figurre5 emiissiion powwer

15、Speectrral dennsitty oof PPLC 圖6 PPLC在在UWBB頻段的的干擾Figurre6 intterffereencee off PLLC iin UUWB freequeencyy baand5. 結(jié)論論本文給出了了針對(duì)PPLC電電磁干擾擾的評(píng)測(cè)測(cè)方案。按按照這種種方法，可可以評(píng)測(cè)測(cè)不同發(fā)發(fā)射功率率的PLLC對(duì)其其它系統(tǒng)統(tǒng)的電磁磁干擾。參考文獻(xiàn)：1 齊齊淑清.電力線線通信（PPLC）技技術(shù)與應(yīng)應(yīng)用MM，北北京：中中國電力力出版社社，20005，882. Mannfreed ZZimmmermmannn annd KKlauus DDosttertt. A Mull

16、tippathh Moodell foor tthe Powwerllinee ChhannnelJ. IEEEE ttrannsacctioons on commmunnicaatioons, APPRILL 20002, vool. 50, NOO. 44：5553-5559.3. Thoomass Baanweell. Accuuratte iindooor ressideentiial plcc moodell Suiitabble forr chhannnel andd emmc eestiimattionnC, 220055 IEEEE 6thh Woorksshopp onn S

17、iignaat PProccesssingg Addvanncess inn Wiirellesss Coommuuniccatiionss, 220055: 9985-9900.4 KKinggo MMiyooshii, NNobuuo kkuwaabarra, Caalcuulattionn off Raadiaatinng MMagnnetiic FFielld ffromm Inndooor AC Maiins Cabble Usiing Fouur-PPortt NeetwoorkC, 20005 IEEEE Worrkshhop on Siggnatt Prroceessiing

18、Advvancces in Wirreleess Commmunnicaatioons, 20005: 10002-10007.5 MMriddulaa Kaarduuri, Miickeey DD. CCox. Neear-Fieeld Couupliing Bettweeen BBroaadbaand Oveer PPoweer LLinee (BBPL) annd HHighh-Frrequuenccy Commmunnicaatioon SSysttemssJ, IIEEEE Trannsacctioons on powwer delliveery, 20006,5:11-7. 6 JJamees CC. RRichhardds. Chaaraccterrizaatioon oof AAcceess Brooadbbandd Ovver Powwer Linne (BPLL) SSysttemss byy MeeasuuremmenttsCC, US Govvernnmennt wworkk 20005: 9882-9987.7 HHomeePluug AV SpeecifficaatioonSS, verssionn 1.0, 20005,112作者簡(jiǎn)介：車樹良（119722-），男男，云南南人，碩碩士，畢畢業(yè)于北北京郵電電大學(xué)，中中央民族大大學(xué)理學(xué)院工程程師。主主要