1、CEBUS在智能化住宅小區中應用模式的分析1 2基于電力線載波擴頻的CEBUS通訊技術 擴頻通信是將待傳送的基帶信號(信息數據經通常的數據調制后形成的窄帶信號)用擴頻序列發生器產生的偽隨機編碼(線性調頻波)做擴頻調制,實現頻譜擴展后,形成相當帶寬的低功率譜密度信號再傳輸,接收端采用同樣的偽隨機編碼通過相關處理恢復成窄帶后再解調數據,恢復出原始信息.不同用戶使用各自不同的偽隨機編碼,可在同一頻段、同一時間工作.雖然擴頻通信占用了較大的帶寬,但是擴頻通信可以使用碼分多址技術進行擴頻調制,充分利用各種不同碼型的擴頻碼序列之間優良的自相關性和互相關特性,在接收端利用相關檢測技術進行解擴,則在分配給不同

2、用戶不同碼型的情況下可以區分不同用戶的信號,提取有用信號.這樣平均到每個用戶占用的頻帶來,其頻帶利用率是很高的.擴頻通信的基本工作方式有四種:直接序列擴頻、跳擴頻、跳時擴頻和線性調頻.2.1直接序列擴頻(Direct sequency)就是用偽隨機序列直接擴展頻譜的系統.此序列的數據位率遠高于所傳信號的信息帶寬,將信號的能量平均分布于整個頻帶內,在接收端用相同的本地偽隨機序列進行解擴.擴頻調制可用數字調幅(振幅鍵控)、數字調頻(頻率鍵控)和二相或四相制相移鍵控. 2.2跳頻擴頻(Frequency Hopping) 是用偽隨機碼來選擇信道的.跳頻通信有幾十甚至上千個頻率,由所傳信息碼與偽隨機碼

3、的組合進行控制.擴頻信號在某一頻率通過延續一段時間,來代表數據的一位、幾位或是一位的一部分,當信號在某一頻率上受到干擾時,信號就可切換到擴頻帶寬內的其他頻率上去,因而大大降低了其受干擾的程度.2.3跳時擴頻(Time Hopping) 是用偽隨機序列控制發送時刻及時間長短的.在時間跳變中,將一個信碼的持續時間分成若干時隙,由偽碼控制在哪個時隙中發送信碼,時隙選擇、持續時間的長短也是由偽碼控制的.2.4線性調頻(Chirp) 就是發射的射頻脈沖信號在一個周期內,其載頻的頻率作線性變化.因為其頻率在較寬的頻帶內變化,信號的帶寬也被展寬了.由于這種線性調頻信號占用的頻帶寬度遠大于信息帶寬,所以也是一

4、種擴頻調制技術.它利用一系列短促的,可以同步的掃描頻率chirps(線性調頻波)作為載體,每個線性調頻波一般持續100us,它代表了最基本的通信符號時間(UST).這些chirps覆蓋了100kHz400kHz的頻帶,并總是以200kHz400k隘的頻率開始,繼而以100kHz200kHz的頻率結束.由于chirps信號的線性掃描帶寬比信號帶寬要大得多,其線性加速度是較高的,而等幅振蕩波干擾(Continuous-Wave Jamming)的頻率加速度一般是穩定的,所以只要將濾波器設計成只能通過具有特定角加速度的信號,就可以將CW干擾排除在外.另外,此種線性調頻波波形還具有很強的自相關特性,這

5、種模糊邏輯的相關性決定了所有連接在上的設備,可以同時識別從網上任意設備發出的這種獨特波形,并且不需要在發送和接收設備間進行同步.利用擴頻技術進行載波通訊可有效的提高系統性能,具有很強的抗干擾能力、抗噪聲能力、抗多徑干擾的能力、抗衰落能力和保密性等.美國Intellon公司的PL系列產品就是利用上述的chirps(線性調頻波)掃描頻率進行載波來對信號進行擴頻的.發送時,將該線性調頻波作為載波來對待傳送的基帶信號(信息數據窄帶信號)進行擴頻調制,實現頻譜擴展后,形成相當帶寬的低功率譜密度信號,通過輸出放大器和媒介禍合電路傳輸到媒介中;在接收時,電力線上頻率為l00kHz400kHz的模擬信號通過搞

6、合/濾波網絡傳輸到輸入濾波器上,接收端采用同樣的編碼進行解調及相關處理,恢復原始信息.其產品符合美國協會(EIA)所制定的消費電子總線標準(CE.BUS),即EIA-600.我們選用Intellon公司的基于電力線通訊部件和接口器件SSCP300/200,開發研制的基于電力線載波擴頻的CEBUS通訊收發器是智能小區網絡架構中家庭局部網絡的一種很好選擇.3電力線載波擴頻通訊技術在智能化住宅小區通訊網絡中的應用模式 這里推薦的是基于電力線擴頻作為家庭局部網絡的智能化住宅小區網絡方案,整體網絡結構分為三層:Internet接入網、智能化住宅小區住宅外部局域網采用電話線或以太網,在居民住宅內家庭局部網

7、絡采用電力線傳輸(見下圖）3.1住宅里的各種信息傳輸的部分 這個部分的通信媒介是電力線.選用的核心芯片是Intellon的電力線擴頻載波芯片SSC P300,該芯片具有發送和接收兩種功能,采集器里有SSC P300和相關的A/D、D/A轉換器,采集器要和收發器A(或收發器B)通信,這種通信是兩個方向的. 3.2收發器A(或收發器B)和小區管理中心的計算機通信的部分 如果住宅小區有以太網,則通過收發器B和管理中心的計算機通信,如果網線沒有到戶,則通過收發器A用電話線和管理中心的計算機通信.收發器A里面有SSC P300芯片以及Modem,SSC P300負責和住宅里的各個采集器通信,Modem負責和管理室的計算機通信.收發器B里面有SSC P300芯片以及以太網通信的芯片,以太網通信的芯片負責和管理室的計算機通信.3.3小區管理中心的計算機和Internet的通信部分 可以采用前面介紹的任意一種方式接人,這樣可以通過辦公室和汽車里的電腦、或手機上網來訪問管理室的計算機,并進一步控制家里的電器. 這個系統包含了遠程抄表子系統、家庭安全防范子系統和家庭自動化子系統.小區管理中心的計算機可以隨時讀取四表的數據;發生火災、煤氣泄露、窗口的玻璃被打碎時會報警