评估PLC辐射骚扰对UWB系统影响的具体流程如下：

宽带电力线通信系统的电磁干扰评估1

车树良1, 2，张洪欣2，吕英华2，阳彪 2

1中央民族大学理学院；

2北京邮电大学电子工程学院

摘要：在分析宽带电力线通信信道及室内拓扑结构的基础上，建立了电力线电磁辐射模型，提出了电力线电磁干扰的评估方法。

关键词：电力线通信；电磁干扰；评估

Electromagnetic Interference Evaluation of Broad-band Power Line Communication Che Shuliang1, 2, Zhang Hongxin2, Lu Yinghua2, Yang Biao2 1The Centre University for Nationalities, College of Science 2Beijing Univesity of Posts and Telecommunications, School of

Electronic Enginnering

2State Key Laboratory of Information Security（Graduate School of

Chinese Academy of Sciences）

Abstract: Based on the analysis of channel and indoor topology structure about Broad-band Power Line Communication(BPLC), the electromagnetic radiation model of BPLC is set up. Then, the evaluation method of electromagnetic interference of BPLC is presented.

Key Word: Power Line Communication; Electromagnetic Interference; Evaluation

1. 引言

通信的发展要真正实现到个人，即无论任何人(whoever)在任何时候(whenever)和任何地方(wherever)都能自由地与世界上任何人(whomever)进行任何形式(whatever)的通信。基于这一目标，下一代通信要求在全球范

1

资助项目：国家自然科学基金项目, ,高等学校博士学科点专项科研基金，, ；信息安全国家重点实验室（中国科学院研究生院）开放课题

围内实现无缝覆盖，同时可以进行包括语音、文本、图像、视频等在内的高速多媒体通信。而目前没有任何一种单一技术或方式可以完美的完成这一任务，因此下一代通信网络应该是一个包含多种通信技术、通信系统的综合网络，其中接入网的发展是最活跃的部分。电力线通信作为宽带无线接入的方案之一重新引起关注，主要是因为结合正交频分复用等技术，PLC 能够充分利用最为普及的电力线网络资源，建设速度快、投资少、室内无需布线，用户通过遍布各个房间的电源插座即能进行高速上网，实现“有线移动”，具备了其他接入方式不可比拟的优势[1]。目前国际电力线通信技术发展最快最成熟的是欧洲和北美地区。我国是世界上较早开展PLC 技术研究和宽带接入应用的国家，开通了我国以电力线为传输介质的PLC 宽带接入Internet 试验小区，实现了利用电力线同时上网和打电话[1]。

PLC 有着强劲的发展势头，但是由于高速率的数据在电力线上传输会因起较强的电磁辐射，直接对自身及其它无线通信设备产生干扰。本文主要讨论PLC 系统统产生的电磁干扰评估。

2. 电力线通信电磁辐射建模

对PLC 信道的建模，需要考虑电力线信道的多径、频率选择性、衰减及阻抗的随机性等。电力线通信中高频信号衰减受电缆长度以及频率的影响

[2-6]。这种传导衰减可以分解为天线模和传输线模，经过特性分析，电力线上的传导衰减传输线模分量比天线模分量占优势，因而可以用电力线上的衰减传输线模分量近似表示整个传导衰减。由平行传输线理论，单位长度的传输线的传输系数r ：

r j αβ=+ （1）

其中R,L,G 和C 是电力线的基本电参数。当信号频率在1MHz 和30MHz 之间，R L ω， G C ω，化简得：

1122

L L R r GZ j Z =++其中，12L R Z 的含义是指趋肤效应的影响，12L GZ 是指电力线绝缘材料的绝缘

单位长度电缆的电导率G 主要受介电材料（PVC 塑料）的耗散系数影响，和频率f 成比例。因此电力线传输在30MHz 以内频率信号的信道是一个和频率f 有关的衰落信道，传输系数r 中的实数部分α为衰减系数可以写成：

211()22

L L R f GZ k k f Z α=+=, （3） 其中常数k 1和k 2主要由材料和环境综合而成。进一步改写可得：

01()k f b b f α≈+ （4）

一般一个局域网内的构成材料都是一种类型，因此系数k 1,k 2,都是常数，而k 的可以根据试验测得，取值范围比较小～之间。总之整个电力线在高频段的信号衰减可以写成[3]：

01()()21()()k i i N f b b f l j f i i H f a f e

ϕπτ-+-==∑ （5）

为了方便电力线辐射的计算，可以将电力线等效为如下的模型[4]：

o1

1122j j j j R L M B L M R L ωωωω+⎡⎤=∆⎢⎥+⎣⎦，111211121212121222122212+j ()-(+j )-(+j )+j ()G G C C G C C L G C G G C C ωωωω++⎡⎤=∆⎢⎥++⎣⎦

R 1，R 2 ，L 1，L 2，C 1，C 2，M ，G 11，G 12，G 22分别为电路的单位电阻、电感、电

容、互感、电导等。N 为PLC 线路段数。

电力线传输的电压电流用矩阵表示为[5]：

[]1122211122in o N n in o T load T in o in o V V V V F F I I I I -=⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦

∏ （6） 其中，V in1，V in2，I in1，I in2分别为第i 段的电压和电流，V o1，V o2，I o1，I o2分别为接收端的开路电压和电流。

第i 段的共模电流为：

I ic = I in1+ I in2 （7）

近似将整个线路分割成N 个单元，可以由此计算PLC 的共模辐射，即PLC 的电磁辐射：

1

()μ=∇⨯H A （8）

1

44n n jkR jkR n ci n V i n n Je e dV I R R μμππ--==≈∑⎰⎰⎰A u （9） 其中H 为磁场强度，可以由空间电磁场的关系转化为电场强度，A 为磁矢势。

3.电力线辐射模型

室内典型电力线拓扑模型

图2给出了一个室内典型电力线传输拓扑模型[2]。

图2 典型电力线拓扑结构

Figure 2 typical topology structure of PLC

整个网络包括了一条主干线路和三条开端分支，它们的长度分别L1,L2，