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  在低壓電力用戶用電信息采集系統(tǒng)中，主要采用電力線載波和短距離(微功率)無線通信方式，并以低壓電力線窄帶載波通信方式為主。然而受低壓配電網(wǎng)信道環(huán)境中傳輸衰減、噪聲干擾和阻抗變化等因素的影響，電力線載波通信的可靠性難以得到保證，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。也就是說，電力線載波通信設(shè)備的通信性能將直接影響到用電信息采集系統(tǒng)的整體性能。 
       目前，載波通信技術(shù)有多種實(shí)現(xiàn)方案，載波信號調(diào)制方式、中心頻點(diǎn)、路由協(xié)議和信號禍合方式等各不相同。盡管每種技術(shù)都有其獨(dú)特的優(yōu)越性，但也有其不利因素。就國內(nèi)產(chǎn)品而言，已進(jìn)入多元化時代，主要應(yīng)用的就有鼎信、東軟、曉程、力合微、瑞斯康、盛吉高科和彌亞微等廠家。各廠家的載波通信模塊的性能均有所差異，廠家提供的抄表產(chǎn)品性能指標(biāo)通常都符合標(biāo)準(zhǔn)。但由于測試裝備有限，測試手段有一定局限性，無法對載波通信產(chǎn)品的通信功能進(jìn)行合理驗(yàn)證，致使產(chǎn)品性能的檢驗(yàn)與應(yīng)用需求脫節(jié)，所以有必要進(jìn)行相關(guān)的測試和評估，為選用合適的載波設(shè)備提供技術(shù)支持和依據(jù)。鑒于以上原因，國內(nèi)外相關(guān)機(jī)構(gòu)正在從測試方法、測試設(shè)備、測試平臺以及評價(jià)機(jī)制等方面對載波設(shè)備的通信性能測試進(jìn)行積極地研究和探索。本文介紹了一種信道參數(shù)可控的載波通信測試設(shè)備，并就進(jìn)一步的性能測試應(yīng)用中存在的問題進(jìn)行一些探討。 
一、一種載波通信性能測試設(shè)備的研制 
1、總體研制思路 
      電力線載波通信性能測試設(shè)備的研制，主要考慮3個方面的因素作為設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則。一是實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下模擬低壓配電網(wǎng)電力線傳輸信道特點(diǎn)；二是參考電力行業(yè)以及國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的測試項(xiàng)目；三是以測試主機(jī)為交互中心，以傳輸信道參數(shù)可程控調(diào)節(jié)為手段，建立自動化的載波通信性能測試裝置。 
2、設(shè)備組成 

      測試設(shè)備的構(gòu)建以模擬低壓電力線傳輸環(huán)境為主要任務(wù)，其架構(gòu)如圖1所示。主要組成部分包括：三相凈化穩(wěn)壓電源、程控相位選擇模塊、載波隔離器、測試主機(jī)系統(tǒng)、程控衰減網(wǎng)絡(luò)、程控負(fù)載選擇網(wǎng)絡(luò)、噪聲發(fā)生器和信號測量部分。信道模擬裝置包括程控衰減網(wǎng)絡(luò)、程控噪聲源和程控阻抗模擬器，以模擬載波信號傳輸環(huán)境。而信號測量模塊包括頻譜分析儀和數(shù)字示波器，人工電源網(wǎng)絡(luò)提供載波電平測試阻抗參考環(huán)境，保證測試結(jié)果符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求。 
二、抗噪聲性能測試 
      在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，不加噪聲測試信道誤碼率或者通信傳輸成功率基本上沒有明顯意義。低壓電力線對于載波抄表具有高衰減、強(qiáng)干擾和阻抗結(jié)構(gòu)可變等動態(tài)時變特征，現(xiàn)場信道環(huán)境惡劣。目前還缺乏權(quán)威機(jī)構(gòu)針對低壓電力線的特征進(jìn)行全面有效的測試和分析，甚至家用電器對載波抄表的影響還沒有正式的測試數(shù)據(jù)。因此，測試設(shè)備注入噪聲的方式、類型和電平等因素在測試測量中尤顯突出。 
1、干擾源的注入策略 

      圖2為低壓電力線載波通信抗噪聲性能測試原理框圖。低壓電力線噪聲由多類復(fù)雜噪聲共同組成，包括背景噪聲、隨機(jī)脈沖噪聲和周期脈沖噪聲。為了逼近現(xiàn)場噪聲場景，在電力線載波傳輸鏈路上疊加不同的干擾源，同時調(diào)節(jié)干擾強(qiáng)度。 
噪聲模擬器屬于測試測量數(shù)據(jù)采集設(shè)備，可以自己研制，也可以采用專業(yè)公司提供的測試采集解決方案。例如，美國國家儀器(NI)公司的數(shù)字化儀，結(jié)合NILabview采集控制、存儲分析軟件和Matlab分析軟件，能夠完成對電力線噪聲信號的采集、保存和數(shù)據(jù)深加工。 
2、抗噪聲性能試驗(yàn)流程 
      試驗(yàn)項(xiàng)目為一定信噪比條件下的通信成功率測試，噪聲環(huán)境有4種，即白噪聲、同頻噪聲、脈沖噪聲和場景模擬噪聲。以RMS方式對噪聲和信號強(qiáng)度進(jìn)行測量，測量帶寬超過信號傳輸帶寬，由信號分析儀完成，通信成功率由測試主機(jī)按照標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議實(shí)現(xiàn)，衰減量和噪聲疊加均由主機(jī)程控。 
      測試評估。針對不同的噪聲類型和噪聲功率，會形成一定的信噪比條件，通信成功率也會隨之變化，據(jù)此可以判斷其抗噪性能。例如對于脈沖噪聲條件，如果在-10dBm時達(dá)不到通過成功率，則認(rèn)為試驗(yàn)不通過；而對于白噪聲，達(dá)不到-5dBm的條件時，則判斷為試驗(yàn)不通過。信噪比條件判斷臨界值需要行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 
三、靈敏度測試及抗衰減性能測試 
      在用電信息采集系統(tǒng)相關(guān)系列規(guī)范中，專網(wǎng)無線、公網(wǎng)無線都提到了接收靈敏度指標(biāo)，但對電力線載波信道僅有傳輸誤碼率性能要求，而沒有靈敏度方面的性能要求。因而，有業(yè)內(nèi)人士提出需要增加適當(dāng)?shù)耐ㄐ拍芰χ笜?biāo)和環(huán)境適應(yīng)性指標(biāo)來針對低壓電力線的惡劣環(huán)境和時變特性，通信能力應(yīng)該有接收靈敏度和抗干擾性指標(biāo)，還要有系統(tǒng)性的考核指標(biāo)，特別是系統(tǒng)抄收時間、中繼路由及自適應(yīng)性。