CN103384173A - 无线远传多频点集抄系统规避干扰信号的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线远传多频点集抄系统感知探测和规避干扰信号的方法。包括以下步骤：1）当无线远传多频点集抄系统的主站向各集中器下达数据采集指令时，下行信道各分支网络的集中器判断干扰信号是否存在；2）如果存在，则存在干扰信号的分支网络判断干扰信号是否影响相应分支网络工作；如果影响，该分支网络集中器向主站发送延时信息并等待；主站呼叫该分支网络集中器进行数据采集工作；该分支网络集中器再判断干扰信号是否存在以及是否影响分支网络工作；如果存在且影响工作，则返回步骤2）直到不影响工作。本发明保证了系统正常的通讯工作，其方法独特，简便易行，效果显著，极大地提高了多频点集抄系统的抗同频干扰能力。

Description

无线远传多频点集抄系统规避干扰信号的方法

技术领域

本发明涉及一种无线远传多频点集抄系统（下称多频点集抄系统）中感知探测和规避干扰信号的方法。具体地说是一种可以对多频点集抄系统的干扰信号进行感知探测、并能判别干扰信号对系统可靠工作的影响程度及是否影响到正常的数据采集工作的方法。

背景技术

随着信息和无线通讯技术在各种领域的广泛应用，频谱资源日趋紧张。计量仪表公用频段470-510Mhz的情况也是如此，同频之间相互干扰的问题十分突出，一直困扰着无线远传抄表行业的发展。

多频点远传集抄系统是一种新型的无线远传抄表系统，由主站、集中器及远传表构成。主站与各集中器构成上行信道网络；下行信道由多个分支网络构成，每个集中器与所辖远传表构成一个分支网络。上行信道为一个工作频率；下行信道为了满足系统快速、同步采集数据的要求，各分支网络必须选择不同的频点，才能避免彼此信号的相互干扰，每个分支网络为一个工作频率，多个分支网络有多个工作频率，既所谓多频点。由于远传表的无线通讯模块工作在低功耗状态，发射的无线信号经过建筑物衰减后，信号强度很弱；所以，各分支网络集中器的无线通讯模块的灵敏度很高。还有，下行信道各分支网络使用各不相同的工作频点，占据了470-510Mhz很宽的频段，频点密度大。这些原因，都造成了多频点远传集抄系统容易受到外界同频信号的干扰，必须具有极强的抗同频干扰能力。

通常大量的干扰信号都是随机出现的，持续时间较短。通过规避的办法有效保证了系统的正常工作。如果感知探测到存在经常性的同频干扰信号，可调整系统下行信道相应的分支网络初始设定的工作频点，避开经常性干扰信号。

ZigBee等自助网链路节点间无线信道的测量和评估，通常都采用RSSI（receive signal strength indicator）作为评估依据。RSSI是信号强度指示，表示了接收机带宽内真实信号与噪声信号功率之和的平均值。无法定量评估真实信号与噪声信号对接收机正常工作的影响程度，只能提供初略的评估依据。

发明内容

本发明提供了一种可以对多频点集抄系统的干扰信号进行感知探测，并能判别干扰信号对系统可靠工作的影响程度及是否影响到正常的数据采集工作的方法。

本发明采用的技术方案是：无线远传多频点集抄系统规避干扰信号的方法，包括以下步骤：

1）当无线远传多频点集抄系统的主站向各集中器下达数据采集指令时，下行信道各分支网络的集中器判断干扰信号是否存在；

2）如果存在，则存在干扰信号的分支网络的集中器判断干扰信号是否影响相应分支网络工作；如果影响，该分支网络集中器向主站发送延时信息并等待；延时等待时间到，主站呼叫该分支网络集中器进行数据采集工作；该分支网络集中器再判断干扰信号是否存在以及干扰信号是否影响分支网络工作；如果干扰信号依然存在且影响工作，则返回步骤2），直到干扰信号不影响工作；相应分支网络进入数据采集工作状态;

干扰信号不存在或不影响正常工作的分支网络进入数据采集工作状态。

所述下行信道各分支网络的集中器判断干扰信号是否存在，具体为：如果集中器探测到的外部频率信号等于本机载波频率或镜像频率，则干扰信号存在；否则，干扰信号不存在。

所述判断干扰信号是否影响分支网络工作具体为：采用LQI方法得到信号强弱值，判断该值是否超过阈值；如果超过，则干扰信号影响相应分支网络工作；否则，干扰信号不影响相应分支网络工作。

本发明具有以下有益效果及优点：

1．多频点集抄系统采用感知探测和规避干扰信号的方法，规避了随机干扰信号对系统工作的影响，保证了正常的通讯工作。其方法独特，简便易行，效果显著。极大地提高了多频点集抄系统的通讯效率和抗同频干扰能力。

2．多频点集抄系统在组建网络时，采用预设探测周期来感知探测空间是否存在经常性的干扰信号，合理调整各分支网络的工作频点，避开经常性的干扰信号，以保证多频点集抄系统正常的通讯工作。

3、多频点集抄系统运行期间，感知探测到新出现的经常性干扰信号，可以调整相应分支网络的频率，避开经常性干扰信号。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。

通常多频点集抄系统的干扰信号是与各分支网络集中器的无线通讯模块本机载波频率f(s)i和镜像频率f(m)i相同或相近的无线信号，可以使集中器的无线通讯模块产生谐振，无法进行正常的通讯工作。这种方法就是用各集中器的无线通讯模块，来感知探测空间是否存在干扰信号。同时，引用自助网链路节点间无线信道先进的LQI链路质量指示的测试与评估机制，作为同频干扰信号对系统可靠工作影响程度的判别方法。

下面进一步说明多频点集抄系统中感知探测和规避干扰信号方法的工作过程。

1．当多频点集抄系统的主站向各集中器下达数据采集指令时，下行信道各分支网络集中器下达感知探测干扰信号的指令。各集中器的无线通讯模块，分别以本机载波频率f(s)1、f(s)2---f(s)i和镜像频率f(m)1、f(m)2---f(m)i为判据，感知探测空间是否存在干扰信号f′(s)1、f′(s)2---f′(s)i和f′(m)1、f′(m)2---f′(m)i。具体为如果集中器探测到的外部频率信号等于本机载波频率或镜像频率，则干扰信号存在；否则干扰信号不存在。

2．若各分支网络集中器没有感知探测到干扰信号，各分支网络的集中器可以执行数据采集指令，进入正常数据采集工作状态。

3．若某个或多个分支网络集中器的无线通讯模块产生谐振，则说明某个或多个分支网络空间有干扰信号存在。受干扰的集中器引用LQI链路质量指示的测试数据，作为分析判别干扰信号对系统可靠工作影响程度强弱的依据。若干扰信号对系统可靠工作影响程度较低，不影响正常的通讯工作，可进入数据采集工作状态。

4．若干扰信号对系统可靠工作影响程度较高将影响正常的通讯工作，受干扰的集中器不执行数据采集指令，转向主站发出存在强度较高干扰信号的信息，受干扰的集中器向主站发出延时等待指令，等待干扰信号消失或减弱。

其中，干扰信号对系统可靠工作影响程度较高，这里指的是可以影响到接收机正常工作的干扰信号。若信道中有干扰信号，但不足影响接收机的正常工作，可视为干扰信号不存在，即信道是“干净”的。评估的依据是LQI机制，即接收机解调器S/N之比（信噪比）。通过LQI方法得到可以判断信号强弱的LQI值。一般根据设计及经验设置一个LQI阀值。如果干扰信号经过LQI运算的数值大于或等于该阀值，就是强干扰信号，将影响系统正常工作。若干扰信号经LQI运算的数值小于阀值，就是弱干扰信号，不会影响系统正常工作。本实施实例中设定信号阀值为10分贝。

通过通常RSSI都选择经验值，与RF芯片的选型无关。为了提高测量精度，采用LQI机制与RF芯片选型紧密相关，本实施例采用的RF芯片具有LQI功能。

LQI(link quality indicator)是链路质量指示，表示了接收数据帧的能量和质量，即真实信号和噪声信号的功率比（SNR）。可以定量评估真实信号与噪声信号对接收机正常工作的影响程度，测量数据可以评估存在噪声信号的环境下，接收机能否可靠工作。所以，LQI用于自助网链路节点间无线信道的评估比RSSI更为先进和有效。

5．延时等待时间到，主站单独呼叫受干扰的集中器进行数据采集工作，其集中器再进行感知探测，如果干扰信号依然存在，再进行干扰信号对系统可靠工作影响程度强弱的判定，若干扰信号强度不减，继续延时等待；反复上述过程，直到干扰信号消失或减弱。

至此多频点集抄系统中感知探测和规避干扰信号的工作结束，系统进入正常数据采集工作状态。

Claims (3)

1.无线远传多频点集抄系统规避干扰信号的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）当无线远传多频点集抄系统的主站向各集中器下达数据采集指令时，下行信道各分支网络的集中器判断干扰信号是否存在；

2）如果存在，则存在干扰信号的分支网络的集中器判断干扰信号是否影响相应分支网络工作；如果影响，该分支网络集中器向主站发送延时信息并等待；延时等待时间到，主站呼叫该分支网络集中器进行数据采集工作；该分支网络集中器再判断干扰信号是否存在以及是否影响分支网络工作；如果干扰信号依然存在且影响工作，则返回步骤2），直到干扰信号不影响工作；相应分支网络进入数据采集工作状态;

干扰信号不存在或不影响正常工作的分支网络进入数据采集工作状态。

2.根据权利要求1所述的无线远传多频点集抄系统规避干扰信号的方法，其特征在于：所述下行信道各分支网络的集中器判断干扰信号是否存在，具体为：如果集中器探测到的外部频率信号等于本机载波频率或镜像频率，则干扰信号存在；否则，干扰信号不存在。

3.根据权利要求1所述的无线远传多频点集抄系统的规避干扰信号方法，其特征在于：所述判断干扰信号是否影响分支网络工作，具体为：采用LQI方法得到信号强弱值，判断该值是否超过阈值；如果超过，则干扰信号影响相应分支网络工作；否则，干扰信号不影响相应分支网络工作。