ظرفيت ارگاديك سيستم مخابره اطلاعات در بستر خطوط شبكه‌هاي توزيع برق با بكارگيري رله‌ي تقويت و ارسال

در اين مقاله، يك سيستم مخابره اطلاعات در بستر خطوط برق (PLC) براي كاربرد شبكه‌هاي توزيع مطالعه مي‌شود. برخلاف كاربرد معمول PLC در شبكه‌هاي فشار قوي، بكارگيري رله‌ها در شبكه توزيع به دليل مسافت كانال طولاني‌تر و ساختار شبكه‌اي آن ضرورت دارد. بر اين اساس، تعيين متوسط ظرفيت سيستم مخابراتي يا به اصطلاح ظرفيت ارگاديك، يك نياز اساسي در بكارگيري و انتخاب سيستم PLC مناسب در شبكه‌هاي توزيع مي‌باشد. ظرفيت يك سيستم مخابراتي، به عوامل مختلفي از جمله مشخصات كانال، پهناي باند و نويز موجود در شبكه بستگي دارد. در مقايسه با پژوهش‌هاي انجام‌شده در خصوص تعيين ظرفيت سيستم مخابراتي PLC، تاكنون مقاله‌اي به مطالعه يك سيستم PLC در حضور رله‌ي تقويت و ارسال و نيز نويز ضربه‌اي نپرداخته ‌است. در اين مقاله، با بكارگيري مدل‌هاي عملي كانال و نويز، ظرفيت ارگاديك به صورت تابعي از نسبت سيگنال به نويز سيگنال ورودي محاسبه مي‌شود. در تحليل‌هاي صورت گرفته شده، پارامترهاي اثرگذار شامل توزيع آماري كانال، فاصله بين منبع و رله، فاصله بين رله و مقصد، توان سيگنال ارسالي و نسبت سيگنال به نويز ضربه‌اي لحاظ مي‌شوند. در اين راستا، نسبت سيگنال به نويز در گره مقصد با روابط رياضي فرمول‌بندي شده و با استفاده از قضيه شانون، ظرفيت ارگاديك محاسبه مي‌شود. بعلاوه، تأثير ميزان تخصيص توان بين منبع و رله، در مقدار ظرفيت ارگاديك بررسي شده است. در نهايت با شبيه‌سازي يك كانال نمونه، ظرفيت ارگاديك كانال به ازاي مقادير مختلف توان سيگنال ارسالي، نسبت سيگنال به نويز ضربه‌اي و طول كانال محاسبه شده است. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهند كه نمودار ظرفيت متوسط با تلفات مسير به طور خطي تغيير مي‌كند؛ به طوري‌كه براي SNR=20 dB و در حضور رله با كاهش طول خط از 200 m به 10 m، ظرفيت تقريباً به اندازه bits/s/Hz 3.5 افزايش مي‌يابد.