專利名稱：中壓載波通信系統(tǒng)的測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種配電線路中通信測試技術(shù)，具體涉及一種中壓載波通信系統(tǒng)的測試方法。
背景技術(shù)：
目前，中壓電力線載波通信利用IOKV輸電線路作為載波通信媒介，不產(chǎn)生通道上的材料和施工成本投入，是電力系統(tǒng)中最具特色的一種通信方式；且配電網(wǎng)線路結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，載波機(jī)為適應(yīng)線路環(huán)境在調(diào)制解調(diào)、編解碼、抗干擾等技術(shù)方面歷經(jīng)多項(xiàng)技術(shù)革新，使電力線載波通信正真成為一種即經(jīng)濟(jì)便捷、又安全可靠的配電自動(dòng)化通信方式。在電力系統(tǒng)中，電力線載波通信通道主要用來傳輸遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)，配合配電站內(nèi)終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)遙測、遙信、遙控等功能。
電力線載波通信機(jī)本質(zhì)上就是數(shù)據(jù)通信調(diào)制解調(diào)器，但他需要克服更為復(fù)雜的通道環(huán)境，普通的調(diào)制信號(hào)無法進(jìn)行正常傳輸。IOkV中壓配電網(wǎng)線路由于通道狀況差，衰減大，阻抗變化大，以及突發(fā)干擾強(qiáng)等原因，使載波通信難以開通或者不穩(wěn)定，以前一直是載波通信的空白點(diǎn)。載波通道有兩個(gè)指標(biāo)最為關(guān)鍵，他們是背景噪聲和線路傳輸衰減；載波信號(hào)被正常接收和解調(diào)，并達(dá)到一定的誤碼率要求的基本條件是信號(hào)接收端獲得一定的信噪比，根據(jù)調(diào)制方式和其他技術(shù)手段的應(yīng)用不同，每款載波機(jī)都有不同的信噪比要求，一般是通過提高編碼增益的方式來降低信噪比要求的，但會(huì)增加更多的冗余碼，降低編碼效率。影響線路背景噪聲和衰減特性的因素主要有以下幾條
由于配電網(wǎng)運(yùn)行方式靈活，用戶負(fù)荷投切存在隨機(jī)性，造成線路阻抗的不穩(wěn)定；
線路負(fù)載變化隨機(jī)性很強(qiáng)；
配電網(wǎng)分叉、“T”接點(diǎn)多，信號(hào)在注入同一條母線的線路后衰耗嚴(yán)重；
由電力系統(tǒng)、用戶設(shè)備引起的干擾全部進(jìn)入配電載波通信網(wǎng)；
雷雨高低溫等惡劣環(huán)境引起整機(jī)和通信線路參量變化；
克服以往載波通信的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式，采用網(wǎng)絡(luò)化總線結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了一對(duì)多的數(shù)據(jù)傳輸。近年來，隨著載波技術(shù)的進(jìn)步，再加上先進(jìn)的DSP和FPGA芯片的應(yīng)用，使載波技術(shù)在這一領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)取得了突破，相關(guān)產(chǎn)品在現(xiàn)場使用，效果良好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種中壓載波通信系統(tǒng)的測試方法，實(shí)現(xiàn)檢測載波通道的背景噪聲與線路傳輸衰減情況。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種中壓載波通信系統(tǒng)的測試方法，其特點(diǎn)是，該方法包含以下步驟
步驟I、電平選頻表測試每臺(tái)載波機(jī)經(jīng)耦合器引入的信號(hào)端口處背景噪聲電平曲線； 步驟2、電平振蕩器與電平選頻表測試每一段電纜及每臺(tái)從載波機(jī)至主載波機(jī)之間頻率相應(yīng)特性曲線；
步驟3、根據(jù)上述的測試數(shù)據(jù)對(duì)載波通道頻點(diǎn)選擇和中繼點(diǎn)位置確立進(jìn)行優(yōu)化；
步驟4、采用數(shù)據(jù)回環(huán)方式測試載波通信誤碼率，檢驗(yàn)通道優(yōu)化后效果；
步驟5、整理測試數(shù)據(jù)，總結(jié)測試過程，形成測試報(bào)告。上述的步驟I中，電平選頻表采用對(duì)線路中的載波通信端口進(jìn)行掃頻方式的電平測量，以記錄頻點(diǎn)上的噪聲電平的方法，來測試背景噪聲電平曲線。上述的步驟2中，電平振蕩器與電平選頻表設(shè)置于線路兩端，對(duì)線路進(jìn)行同步掃頻的方式，以記錄每個(gè)頻點(diǎn)上線路傳輸衰減數(shù)值；該衰減數(shù)值為電平振蕩器輸出信號(hào)電平 減去與電平選頻表讀數(shù)。上述的步驟3中，載波通道頻點(diǎn)選擇優(yōu)化包含選擇采用傳輸衰減作用小、背景噪聲低的頻點(diǎn)作為載波通信頻點(diǎn)。本發(fā)明中壓載波通信系統(tǒng)的測試方法和現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明從現(xiàn)場實(shí)際出發(fā)，運(yùn)用專業(yè)的通道環(huán)境測試設(shè)備，分析了在同一座變電站內(nèi)多條出線上不同頻點(diǎn)載波通道并行工作的狀況，了解到他們相互間的影響。這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)我們改進(jìn)載波項(xiàng)目實(shí)施工作和產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)方向的確立具有指導(dǎo)意義；
本發(fā)明在進(jìn)行背景噪聲測試過程中，可讓其他線路上的載波機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí)進(jìn)行測試，幫助我們了解多頻點(diǎn)載波通信時(shí)的相互影響；
本發(fā)明中僅采用電平選頻表和電平振蕩器，進(jìn)行背景噪聲測試和線路傳輸衰減測試，使用設(shè)備少，操作簡便。


圖I為本發(fā)明中壓載波通信系統(tǒng)的測試方法的方法流程 圖2為本發(fā)明中壓載波通信系統(tǒng)的測試方法的背景噪聲測試中電平選頻表的接線示意 圖3為本發(fā)明中壓載波通信系統(tǒng)的測試方法的線路傳輸衰減測試中電平選頻表和電平振蕩器的接線示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)施例。本發(fā)明公開了一種中壓載波通信系統(tǒng)的測試方法，一種適用于本發(fā)明方法的配電線路通信系統(tǒng)的實(shí)施例如下所述一種IOKV中壓配電網(wǎng)線路通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含IOKV中壓配電網(wǎng)線路中的輸電線路，本實(shí)施例中采用一種兩個(gè)變電站或母線之間的通信系統(tǒng)說明本測試方法，輸電線路中兩個(gè)變電站或母線處，分別一一對(duì)應(yīng)設(shè)有一個(gè)與輸電線路電路連接的耦合器，該耦合器包含一次側(cè)繞組以及與該一次側(cè)繞組耦合的二次側(cè)繞組，一次側(cè)繞組一端電路連接輸電線路，另一端接地，使大地、耦合器、輸電線路共同構(gòu)成載波信號(hào)眼距離傳輸通道。每個(gè)耦合器的二次側(cè)繞組還對(duì)應(yīng)電路連接有一個(gè)載波機(jī)，兩個(gè)變電站或母線之間的通信系統(tǒng)中分別為主載波機(jī)和從載波機(jī)。載波機(jī)還通過串口或網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)據(jù)終端設(shè)備，數(shù)據(jù)終端設(shè)備用于通信信號(hào)的發(fā)出和最后接收。如圖I所示，本發(fā)明公開了一種中壓載波通信系統(tǒng)的測試方法，本測試方法中采用了電平振蕩器與電平選頻表。電平振蕩器是信號(hào)發(fā)射裝置，由微處理器、頻率合成器(DDS)、寬頻放大器、衰減器、功放、電源、阻抗變換器等單元組成；我們輸入想要的信號(hào)后，微處理器以并行方式加載到DDS中，得到需要的正弦信號(hào)，經(jīng)低通濾波器后送至寬頻放大器放大后輸出。電平選頻表接收到信號(hào)后經(jīng)前置放大器和寬頻放大器進(jìn)行寬頻測量，在前放和寬放之間插入變頻、帶通和中放單元，可進(jìn)行選頻測量，信號(hào)進(jìn)檢波和A/D轉(zhuǎn)換后得到電平數(shù)據(jù)，通過液晶顯示或存儲(chǔ)記錄。微處理器根據(jù)編制的軟件可方便準(zhǔn)確地進(jìn)行功能、頻率和增益的轉(zhuǎn)換。本發(fā)明中壓載波通信系統(tǒng)的測試方法包含以下步驟
步驟I、如圖2所示，將電平選頻表直接電路連接在每臺(tái)載波機(jī)經(jīng)耦合器引入的信號(hào)端口處。
然后電平選頻表采用對(duì)線路中的載波通信端口進(jìn)行掃頻方式的電平測量，電平選頻表自動(dòng)記錄頻點(diǎn)上的噪聲電平，進(jìn)行背景噪聲測試，來獲取背景噪聲電平曲線。不同頻點(diǎn)上背景噪聲電平大小是不相等的，正常情況在一 60dB至一 90dB之間，宜選用背景噪聲電平較低的頻點(diǎn)，允許載波信號(hào)在傳輸過程中更嚴(yán)重衰減而不影響正常通信。在測試過程中，可讓其他線路上的載波機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí)進(jìn)行測試，幫助我們了解多頻點(diǎn)載波通信時(shí)的相互影響。步驟2、如圖3所示，將電平振蕩器與電平選頻表分別電路連接在中壓配電網(wǎng)線路兩端主載波機(jī)與從載波機(jī)經(jīng)耦合器引入的信號(hào)端口處。電平振蕩器與電平選頻表同步工作，對(duì)線路以同步掃頻的方式，進(jìn)行線路傳輸衰減測試，測試載波信號(hào)在通道中的傳輸衰減情況。不同頻點(diǎn)的載波信號(hào)在同一個(gè)通道中的衰減情況是不一樣的，宜選用衰減作用最小的頻點(diǎn)進(jìn)行測試。記錄每個(gè)頻點(diǎn)上線路傳輸衰減數(shù)值，該衰減數(shù)值為電平振蕩器輸出信號(hào)電平減去與電平選頻表讀數(shù)。電平振蕩器與電平選頻表通過上述的同步掃頻的方式測試得每一段電纜及每臺(tái)從載波機(jī)至主載波機(jī)之間頻率相應(yīng)特性曲線。每一條電力電纜都會(huì)因?yàn)槭┕すに?、老化程度、所處環(huán)境的不同，對(duì)載波信號(hào)傳輸帶來不同程度的衰減影響，并且對(duì)不同頻點(diǎn)的載波信號(hào)也表現(xiàn)出不同的頻率響應(yīng)特性，該線路傳輸衰減測試可得出如何選用頻點(diǎn)、在什么站點(diǎn)設(shè)置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)中繼服務(wù)等。傳輸衰減與所選用的信號(hào)耦合裝置也有很大關(guān)聯(lián)，采用注入式耦合器的效果要好于卡接式稱合器。步驟3、本步驟是上述步驟I和步驟2的測試情況的分析和總結(jié)，綜合根據(jù)前兩項(xiàng)測試結(jié)論和測試數(shù)據(jù)，對(duì)載波通道頻點(diǎn)選擇和中繼點(diǎn)位置確立進(jìn)行優(yōu)化，選擇采用傳輸衰減作用小、背景噪聲低的頻點(diǎn)作為載波通信頻點(diǎn)。步驟4、采用數(shù)據(jù)回環(huán)方式測試載波通信誤碼率，檢驗(yàn)載波通道優(yōu)化效果，回環(huán)測試中通過測試計(jì)算機(jī)向主載波機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，將某臺(tái)從載波機(jī)數(shù)據(jù)接口的收、發(fā)線短接，將每次收到的報(bào)文全部環(huán)回到主載波機(jī)，測試計(jì)算機(jī)對(duì)比發(fā)送和接收?qǐng)?bào)文計(jì)算誤碼率和丟包率，測試獲得載波通信誤碼率記錄。步驟5、整理測試數(shù)據(jù)，總結(jié)測試過程，出據(jù)載波通信測試報(bào)告，作為系統(tǒng)驗(yàn)收的一部分進(jìn)行歸檔。
盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn) 為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種中壓載波通信系統(tǒng)的測試方法，其特征在于，該方法包含以下步驟 步驟I、電平選頻表測試每臺(tái)載波機(jī)經(jīng)耦合器引入的信號(hào)端口處背景噪聲電平曲線； 步驟2、電平振蕩器與電平選頻表測試每一段電纜及每臺(tái)從載波機(jī)至主載波機(jī)之間頻率相應(yīng)特性曲線； 步驟3、根據(jù)上述的測試數(shù)據(jù)對(duì)載波通道頻點(diǎn)選擇和中繼點(diǎn)位置確立進(jìn)行優(yōu)化； 步驟4、采用數(shù)據(jù)回環(huán)方式測試載波通信誤碼率，檢驗(yàn)通道優(yōu)化后效果； 步驟5、整理測試數(shù)據(jù)，總結(jié)測試過程，形成測試報(bào)告。
2.如權(quán)利要求I所述的對(duì)線路同步掃頻方式，其特征在于，所述的步驟I中，電平選頻表采用對(duì)線路中的載波通信端口進(jìn)行掃頻方式的電平測量，以記錄頻點(diǎn)上的噪聲電平的方法，來測試背景噪聲電平曲線。
3.如權(quán)利要求I所述的對(duì)線路同步掃頻方式，其特征在于，所述的步驟2中，電平振蕩器與電平選頻表設(shè)置于線路兩端，對(duì)線路進(jìn)行同步掃頻的方式，以記錄每個(gè)頻點(diǎn)上線路傳輸衰減數(shù)值；該衰減數(shù)值為電平振蕩器輸出信號(hào)電平減去與電平選頻表讀數(shù)。
4.如權(quán)利要求I所述的對(duì)線路同步掃頻方式，其特征在于，所述的步驟3中，載波通道頻點(diǎn)選擇優(yōu)化包含選擇采用傳輸衰減作用小、背景噪聲低的頻點(diǎn)作為載波通信頻點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種中壓載波通信系統(tǒng)的測試方法，其包含1、電平選頻表測試每臺(tái)載波機(jī)經(jīng)耦合器引入的信號(hào)端口處背景噪聲電平曲線；2、電平振蕩器與電平選頻表測試每一段電纜及每臺(tái)從載波機(jī)至主載波機(jī)之間頻率相應(yīng)特性曲線；3、根據(jù)上述的測試數(shù)據(jù)對(duì)載波通道頻點(diǎn)選擇和中繼點(diǎn)位置確立進(jìn)行優(yōu)化；4、采用數(shù)據(jù)回環(huán)方式測試載波通信誤碼率，檢驗(yàn)通道優(yōu)化后效果；5、整理測試數(shù)據(jù)，總結(jié)測試過程，形成測試報(bào)告。本發(fā)明從現(xiàn)場實(shí)際出發(fā)，運(yùn)用專業(yè)的通道環(huán)境測試設(shè)備，分析了在同一座變電站內(nèi)多條出線上不同頻點(diǎn)載波通道并行工作的狀況，了解他們相互間的影響。
文檔編號(hào)H04B3/46GK102629880SQ20121008304
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者施維揚(yáng), 楊光, 沈麗敏, 計(jì)小明, 顧力 申請(qǐng)人:上海市電力公司