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21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ElectromagneticInterferenceEvaluationofBroad-bandPowerLineCommunicationCheShuliang1,2,ZhangHongxin2,LuYinghua2,YangBiao21TheCentreUniversityforNationalities,CollegeofScience2BeijingUnivesityofPostsandTelecommunications,SchoolofElectronicEnginnering2StateKeyLaboratoryofInformationSecurity（GraduateSchoolofChineseAcademyofSciences）Abstract:BasedontheanalysisofchannelandindoortopologystructureaboutBroad-bandPowerLineCommunication(BPLC),theelectromagneticradiationmodelofBPLCissetup.Then,theevaluationmethodofelectromagneticinterferenceofBPLCispresented.KeyWord:PowerLineCommunication;ElectromagneticInterference;Evaluation1.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1资助项目：国家自然科学基金项目,60871081,60671055,60771060；高等学校博士学科点专项科研基金，20070013002,20070013004；信息安全国家重点实验室（中国科学院研究生院）开放课题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：()()rRjLGjCj（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，RL，GC，化简得：1122LLRrGZjLCZ(2)其中，12LRZ的含义是指趋肤效应的影响，12LGZ是指电力线绝缘材料的绝缘损耗。单位长度电线的电阻抗主要由趋附效应所决定，并且和f成正比。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：1211()22LLRfGZkfkfZ,（3）其中常数k1和k2主要由材料和环境综合而成。进一步改写可得：01()kfbbf（4）一般一个局域网内的构成材料都是一种类型，因此系数k1,k2,都是常数，而k的可以根据试验测得，取值范围比较小0.5～0.7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()()kiiNfbbfljfiiHfafe（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]：图1电力线传输计算模型Figure1computationalmodelofPLCtransmission其中参数矩阵为：01[],10iABFADCD1122jjjjRLMBLMRL，111211121212121222122212+j()-(+j)-(+j)+j()GGCCGCCLGCGGCCR1，R2，L1，L2，C1，C2，M，G11，G12，G22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]：1122211122inoNninoTloadTinoinoVVVVFFIIII（6）其中，Vin1，Vin2，Iin1，Iin2分别为第i段的电压和电流，Vo1，Vo2，Io1，Io2分别为接收端的开路电压和电流。第i段的共模电流为：Iic=Iin1+Iin2（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()HA（8）144nnjkRjkRncinVinnJeedVIRRAu（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Fload1F1F2FNFload2LLLNLIc1Ic2Vo1Vo2接收发送3.1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Figure2typicaltopologystructureofPLC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，L3,L4，分别为12m，3m，3m和3m。为了简化结构，A和E的阻抗是匹配的，中间节点为B,C,D，接入点F,G,H是对信号产生反射的节点，其反射系数为rij＝1,传输系数为tij其中i＝1，2，……7即路径数。各段电缆是同一型号，对空间任意一点的辐射，都是由这四条线路共同作用的结果。3.2电力线辐射的计算流程1）按照图2搭建电力线通信模型，其中电力线调制解调器采用INT5500。利用EMSCAN近场测试仪测试的电磁辐射如图3所示；图3典型电力线辐射场Figure3radiationoftypicalPLC2）建立PLC电磁辐射仿真平台，按照HomePlugAV协议规定的频谱模板注入OFDM信号，计算近场电磁辐射。其中所用的电力线拓扑结构如图2所示，初始参数设置为A、E两点负载匹配，其它终端节点开路；3）调节步骤1中的仿真参数，如线路衰减常数、线路子段终端的负载等，直到观察点的仿真结果与测试结果相一致为止；4）按照HomePlugAV的发射频谱模板[7]，如图4，注入OFDM信号，根据公式（6）-（9）计算评估点的辐射场；图4HomePlugAV关于PLC的发射功率谱[7]Figure4emissionpowerspectrumofPLCaccordingtoHomePlugAV4.PLC电磁辐射评估结果设PLC的发射功率为10mw，根据上述的PLC电磁辐射计算流程，就可以评估PLC在空间的电磁辐射。其中注入PLC的信号源以HomePlgAV的频谱模板（图4）为发射标准，得到的发射功率谱如图5所示。计算得到的PLC在UWB频段的干扰信号如图6所示。图5.PLC发射功率谱密度Figure5emissionpowerSpectraldensityofPLC图6PLC在UWB频段的干扰Figure6interferenceofPLCinUWBfrequencyband5.结论本文给出了针对PLC电磁干扰的评测方案。按照这种方法，可以评测不同发射功率的PLC对其它系统的电磁干扰。参考文献：[1]齐淑清.电力线通信（PLC）技术与应用[M]，北京：中国电力出版社，2005，8[2].ManfredZimmermannandKlausDostert.AMultipathModelforthePowerlineChannel[J].IEEEtransactionsoncommunications,APRIL2002,vol.50,NO.4：553-559..[3].ThomasBanwell.AccurateindoorresidentialplcmodelSuitableforchannelandemcestimation[C],2005IEEE6thWorkshoponSignatProcessingAdvancesinWirelessCommunications,2005:985-990.[4]KingoMiyoshi,Nobuokuwabara,CalculationofRadiatingMagneticFieldfromIndoorACMainsCableUsingFour-PortNetwork[C],2005IEEEWorkshoponSignatProcessingAdvancesinWirelessCommunications,2005:1002-1007.[5]MridulaKarduri,MickeyD.Cox.Near-FieldCouplingBetweenBroadbandOverPowerLine(BPL)andHigh-FrequencyCommunicationSystems[J],IEEETransactionsonpowerdelivery,2006,5:1-7.[6]JamesC.Richards.CharacterizationofAccessBroadbandOverPowerLine(BPL)SystemsbyMeasurements[C],USGovernmentwork2005:982-987.[7]HomePlugAVSpecification[S],version1.0,2005,12作者简介：车树良（1972-），男，云南人，硕士，毕业于北京邮电大学，中央民族大学理学院工程师。主要从事无线通信、嵌入式系统、传感器等方面的研究工作，发表论文数10篇，主持和参加科研项目5项。张洪欣（1969－），男，山东人，博士，北京邮电大学副教授。中国电子学会DSP应用专家委员会委员，在国际国内重要学术刊物及国际国内会议发表论文80余篇，其中SCI、EI、ISTP检索40余篇。主持国家自然科学基金等科研项目4项，主研项目7项，获得优秀期刊论文奖2项、校级教学成果二等奖1项，申请者申请专利3项。主要从事无线通信与环境电磁学、生物医学工程等方面的研究工作