简谈电力线载波技术在船舶通信系统中的应用耿志宏

简谈电力线载波技术在船舶通信系统中的应用耿志宏

耿志宏

（上海江南造船有限责任公司上海市201913）

摘要：在当今多种多样通信技术手段存在的背景下，电力载波通信尤为突显。电力线载波通信在各领域之间被广泛应用，所以电力载波技术也必然成为日后社会发展的趋势。本文就对船舶中的电力线载波技术的优点和存在的问题进行分析，然后提出合理化的解决措施。

关键词：船舶；电力载波；通信技术手段

一、当今时代电力载波情况

（一）简述电力线载波技术

电力线载波技术一般是应用在通信领域之中的，它是通过电力线传输信息数据的。在进行传输时，以电力线为传播媒介，然后通过载波的传送方式将高频数字信号高速度传输。因为电线载波通信技术传输速度快，抗干扰能力强的特点，被推广到各个领域。随着科学技术的进步，信息手段的不断创新，电力线载波技术让人们的生活越来越方便。

（二）电力载波的意义

借助电线载波技术的优点将其运用到船舶通信中，可以减少许多不必要的麻烦。它主要有以下几个优点，第一，在进行通信时信道时间的弥散性会对信号造成极大的影响，但是应用电力线载波技术就能将这种影响降到最低，有效缓解信道对通信的干扰。第二，由于通信技术的传播特点，很容易受到外界突然性的干扰，电力线载波技术可以将突发性的干扰进行分配，并把它们转换成随机信号，最后再对信号进行简单的检查和纠错，然后恢复信号的正常传输。这样一来就能削弱信道衰减对通信造成的副作用。第三，窄道也会对通信造成很大的影响，降低传输速度，但这种技术手段能抵抗窄道对信号的影响。第四，在为用户铺设宽带或是相关机器设备的安装时也比较简单，操作灵活，容易掌握。第五，增加了电力管理的传输渠道，使得传输的速度更快，也更有助于通信公司的语音业务，图像等有关业务的发展以及信息数据传输技术的实现。

（三）在船舶通信中面临的问题

在船舶通信中这种技术手段主要面临通信时噪音的存在和信号衰减这两个问题。对噪音问题进行分析，发现噪音的产生主要是因为无线电广播容易受到干扰以及低压电网连接的负载不当。一旦出现噪音，电力线在传输数据时就会引发一些难以解决的问题，大大降低传输数据的质量。此外，处于不同的地区和不同的时间也可能会产生噪音，要想解决噪音问题有关部门就需要对噪音产生的原因以及干扰因素进行深入研究，然后再提出合理可行的解决措施。分析信号衰减问题，电力信号在传输时容易因为传播介质或是其他干扰因素受到影响，这样一来信号的强度就会降低，可能会导致信号传输中断或是延迟，当这种问题出现在军事应用上就会造成难以弥补的后果。因此要改变传输方式，不断创新技术手段，将干扰降到最低。

二、通信中噪音的特点

由分析可知，噪音问题是船舶通信中需要应对的最主要难题，电力线载波技术能否真正的让船舶通信受益就取决于问题能不能被解决。而要想采取行之有效的办法解决这一问题，首先可以从船舶系统中电力的复杂特性入手。通信中存在的噪音一般具有特定的周期，产生背景比较随机，持续时间长，变化的快的特点。噪音周期性的特性产生一般是因为船舶体型大小，线路负载的好坏情况或是用电的设备数量是否在范围之内，正常的频率应该小于等于交流电的频率，但当出现噪音时就远大于交流电频率。与此同时，噪音的产生还会在很大程度上影响电力线载波通信，提高了误码率，降低信号噪音比更严重的噪音频谱还可能会完全掩盖住信号的频谱。而随机性的噪音是因为电力网的结构比较复杂，操作步骤繁琐容易出现问题，这种噪音的表现形式主要是短暂性的脉冲型噪音。当船舶中的电力机器和设备出现超负荷工作或是初始相位和工作周期出现变化时就会产生持续不断的噪音。多变性的噪音虽然会受到时间和地区的影响，但并不是所有的地区都会产生噪音，所以此种类型的噪音对船舶通信的影响最小。

三、有关OFDM技术技术策略

（一）OFDM技术相关内容

为了更好的解决电力线载波在船舶通信中遇到的问题，可以应用OFDM技术。OFDM是以多载波调制为前提，通过傅里叶的快速逆变换实现技术应用。因为此种技术在实际操作过程中复杂程度低，所以被广泛应用在多载波传输领域中。应用OFDM技术原理是将多个可以正常使用的信道带宽分为多个小的子信道，并且将每个子信道尽量趋近于理想状态，减少传输中的干扰因素。然后再在规定的频率范围内利用载波的正交性传输固定频率的信息数据，所有载波传输数据汇总成最后总的传输速度。

（二）相应的解决措施

虽然电力线载波技术在船舶通信中已经广泛使用开来，但由于噪音问题的存在以及相应解决方案的缺失，发展脚步非常缓慢，，在实际应用中更是举步维艰。只有从噪音的特性入手，然后改进电力线载波技术才能促进船舶通信的发展。结合相关研究和实际情况，解决措施主要为，第一首要解决通信频谱被噪音频谱覆盖的问题，通过提高信号接收端的灵敏度和接收率来减少此类问题的出现，对接收到的信号进行识别，确定为通信信号再加以利用。第二，应对周期性和突发性的噪音问题，有关技术人员可以研发新的信号收发科技手段或是对原有的体制进行改善，信号收发的体制主要包括预读，重发和纠错几种功能。第三，如果电力线载波通信系统的可使用率较低，就容易出现噪音和信号衰减的问题，相关部门可以利用扩频通信技术来解决。第四，从根本上解决船舶通信中的噪音问题应用OFDM技术必不可少，但在最大程度上OFDM技术需要不断对其进行优化，尤其是解读代码，编码的能力以及信号抗衰减的能力。

（三）注意同步OFDM

OFDM系统是多载波系统的一种，输出信号被分为多个小的信道，所以当载波频率出现移动现象时信道就会被干扰，这也就对OFDM的正交性有着严格的要求，而同步就是这其中的难点。要解决同步问题就需要解决同步算法，一种算法是长训练序列实现同步载波，虽然这种算法性能比较高，但是容易受到功率和宽带问题的阻碍，造成一定的损失；另一种算法则是利用循环前缀使得各系统同步，这种算法不仅精确度高，而且可以应对短暂的突发要求或是提高时效性的要求。所以两种算法相比，选择后者更合适。

总结

电力线载波技术要想更好的促进船舶通信的发展，就需要不断完善当前技术。应对船舶通信中的噪音问题要从根本入手，对问题深入研究，才能让电力线载波技术在船舶中的应用更加成熟。

参考文献

[1]刘力.电力线载波技术在船舶通信系统中的应用[J].舰船科学技术,2017,39(12):114-116.

[2]张德均,朱进渝,兰荣富.船舶通信中电力线载波技术的应用分析[J].中国新通信,2015,17(15):74-75.

[3]李圆明,张密.电力线载波技术在船舶通信中的应用研究[J].数字技术与应用,2013(11):94.

作者简介

耿志宏（1984-10-06），男，汉族，籍贯：山东金乡县，当前职务：弱电调试员，当前职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：弱电。