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电力线MAC/PHY集成收发器INT51X1及其应用

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

  摘要:介绍了美国Inellon公司的电力线MAC/PHY集成收发器INT51X1的功能结构和主要特点,介绍了它的引脚功能,同时以中压配电网PFDM通信系统的研究开发为例,给出了INT51XI的应用实例。
  关键词:电力线通信;集成收发器;INT51X1;正交频分复用
  
  电力线通信PLC(PowerLineCommunication)技术是利用配电网中/低压线路传输高速数据、话音、图象等多媒体业务信号的一种通信技术,目的是通过低压线路来为用户提供一种“无新线(Nonewwire)”的宽带接入方案;而用中压线路来为配电网自动化提供一个可靠的数据传输平台。由于该技术的发展前景十分看好,因此,早在20世纪90年代初,一些国家即开始在这方面进行研究,但由于技术不成熟,发展速度缓慢。进入21世纪以来,随着PLC技术的突破,电力线通信技术的发展速度明显加快目前正朝着实用化方向发展。
  
  电力线不同于普通的通信线路,它的信道具有时域上不恒定、不可控的特点。因此,必须采取抗干扰、抗阻抗失配、抗多径衰落的有效技术手段,并需解决好信号冲突问题,才可能用电力线作为传输媒质,从而实现高速数据通信。多载波正交频分复用(OFDM)是解决这些问题的有效方法。该技术利用电力线的高频频谱资源,以多个相互正交的载波对数据进行调制,最终将串行数据流变换为并行处理;其调制和解调过程可利用傅立叶变换对DFT/IDFT来实现。Intellon公司推出的INT51X1芯片是当前最完善的OFDM处理芯片,它符合HomePlug1.0.1技术标准,传输速率最高可达14Mbps。而且,它集成有USB1.1、以太网和MII/GPSI接口以及ADC、DAC和AGC控制器,使用比较方便,从而为PLC通信装置的研究开发提供了一款比较理想的解决方案。
  
  1INT51X1的功能结构及主要特性
  
  INT51X1是专用于电力线的MAC/PHY集成收发器,它使用Intellon公司专有的电力数据包(PowerPacket)正交频分复用技术,有84个子载波,采用ROBO/DBPSK/DQPSK调制方法;INT51X1可根据收发端信噪比来分配子载波,以克服噪声及多径衰落的影响;它在低信噪比信道中完成同步不需要导频。其内部结构如图1所示,可以看出由I/O模块、PowerPacketMAC模块、PowerPacketPHY模块以及ADC/DAC模块组成。
  
  在INT51X1中,PowerPacketMAC模块主要完成链路层功能,是芯片的核心部分,本模块包括一个精简指令集(RISC)的处理器内核、一个含有OFDM数据处理、加密/解密算法和信道优化算法的程序存贮器(ROM),还有一个链接序列、数据存贮器(RAM)以及两个直接数据传送通道(DMA)。从用户发往电力线网络或从物理层来的所有数据都可在MAC模块中通过一定的算法进行信号处理。MAC采用载波侦听多路存取/冲突避免(CSMA/CA)协议来访问公共的电力线信道,并辅以自动重传请求ARQ和电力数据包的优先权机制,从而确保了传输的可靠性。而且,由于电力数据包优先等级可灵活设定,因而使得INT51X1具有较强的突发段处理能力。而允许电力线上的

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