OFDM-Verfahren für die schmalbandige Datenübertragung im elektrischen Energieversorgungsnetz

Das elektrische Energieversorgungsnetz stellt aus Sicht eines Datenübertragungsverfahrens einen frequenzselektiven zeitvarianten Übertragungskanal dar. OFDM- Verfahren eignen sich deshalb sehr gut zur Übertragung über einen solchen Kanal, weil die Frequenzselektivität einfach entzerrt werden kann. Zur schmalbandigen Übertragung von geringen Datenmengen empfiehlt es sich, ein inkohärent arbeitendes System zu verwenden, da es keine Trainingssequenz zur Kanalschätzung benötigt. Dies ist mit OFDM mit zyklischem Präfix in Kombination mit differentieller Phasenmodulation möglich. Eine Alternative, Unique-Word-OFDM, verwendet anstelle von zyklischen Präfixen ein feststehendes Wort, das zur Kanalschätzung genutzt werden kann. Allerdings ist mit der speziellen Signalerzeugung ein Störabstandsverlust verbunden, der nur durch aufwändige Detektionsverfahren in einen Gewinn überführt werden kann. Ein weiteres interessantes Verfahren ist Wavelet-OFDM, weil sich bei diesem aufgrund seiner langen Grundimpulse das Spektrum des Sendesignals hervorragend formen lässt. Es bringt aber bei kurzen Datenpaketen einen großen Überhang mit sich, zumal es nicht inkohärent detektiert werden kann, also eine Trainingssequenz benötigt. Auf OFDM mit zyklischem Präfix und differentieller Phasenmodulation basieren die Bitübertragungsschichten der Systeme „PLC G3“ und „PRIME“. Im Vergleich anhand der Spezifikationen und mittels Simulationsergebnissen stellt sich „PLC G3“ als das zuverlässigere System heraus. Zur Entzerrung der Zeitvarianz des Kanals wird lineare Entzerrung und Mehrsymboldetektion an einem einfachen Kanalmodell untersucht sowie Schätzverfahren zur Ermittlung der Zeitvarianz.