CN104579519B - 一种电力系统现场载波信号强度调试装置 - Google Patents

一种电力系统现场载波信号强度调试装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电力系统现场载波信号强度调试装置，包括上位机和多个手持机，其中所述手持机包括OFDM编码/解码模块；所述上位机包括：链路模块，用于从所述OFDM编码/解码模块下载下行链路数据集DLF，或者对其上传上行链路数据集ULF；接收信号强度测定模块，用于测量下行链路数据集DLF的接收信号强度值RS1；链路整理模块，根据下行链路数据集DLF和所述接收信号强度值RS1生成调制编码数据；以及触控面板，用于为用户触控式地手动感应调节所需获取的载波信号的波形信号强度值。本发明可供电力管理部门或测试单位随身携带，并且具有多接口的可扩展性，能够同时插拔出多个电力信息手持设备，又能够供维护人员实地使用，定量定性分析载波信号数据，便于调试。

Description

一种电力系统现场载波信号强度调试装置
技术领域
本发明涉及电力系统监测技术，尤其是涉及一种对电力台区用户现场的载波通讯信号强度进行实地测试的调试装置。
背景技术
电力管理部门或电力产品制造商在对电网监测、计量设备进行读取或测试的时候，主要是依靠测试人员利用手持机在台区内的一定预设区域内进行无线方式的数据获取，或者在调试过程中，例如一幢大楼内敷设几百米长的双绞线缆，接入大楼内的电力线路上进行载波抄表，但是由于信号强度等问题，在更换另一幢大楼时可能会出现没有信号或者架线困难等实际问题，而且需要不同测试人员分段工作，因此技术问题凸显：首先是测试过程不可重复性，不同的环境就要重新进行一次测试操作，完全凭借测试人员的现场经验；其次，人力成本和试验成本较大，而且使用并不方便；再者言，测试人员无法控制载波信号的具体发射/接收强度，这就会造成测试人员需要往复尝试，耗费时间，而且采集到的信号的强度无法定性定量的得到分析，反而使得测试结果无法得到分析，对测试过程并无帮助。
在现有技术中，没有涉及到使用便携式现场测试装置，测试人员携带的是不同类型的测试仪器，无法满足到数据汇总和整合的目的。
发明内容
本发明的目的是解决上述缺陷，提供一种便携式载波信号强度调试装置，此装置可以供电力管理部门或测试单位随身携带，并且具有多接口的可扩展性，能够同时插拔出多个电力信息手持设备，又能够供维护人员实地使用，定量定性 分析载波信号数据，便于调试。
为了达到上述目的，本发明的技术方案：电力系统现场载波信号强度调试装置，包括上位机和OFDM载波通讯系统中的多个手持机，其中所述手持机包括OFDM编码/解码模块；所述上位机包括：链路模块，用于从所述OFDM编码/解码模块下载下行链路数据集DLF，或者对其上传上行链路数据集ULF；接收信号强度测定模块，用于测量下行链路数据集DLF的接收信号强度值RS1；链路整理模块，根据下行链路数据集DLF和所述接收信号强度值RS1生成调制编码数据；以及触控面板，用于为用户触控式地手动感应调节所需获取的载波信号的波形信号强度值。
在一个实施例中，通过手持机下载下行链路数据集DLF，所述下行链路数据集DLF包含了接入点的载波信号传递强度PTX_P和信号接收灵敏度PSEN，满足关系式：
DLF＝PTX_P+PSEN (1)。
在一个实施例中，通过上位机的接收信号强度测定模块，根据关系式(1)中的载波信号传递强度PTX_P和信号接收灵敏度PSEN测量所述下行链路数据集DLF的接收信号强度值RS；以及通过链路整理模块根据所述载波信号传递强度PTX_P、信号接收灵敏度PSEN以及接收信号强度值RS生成调制编码数据MEF，满足关系式：
MEF＝PTX_S–PSEN–PPL (2)
＝PTX_S–PSEN–(PTX_P–RS)
＝PTX_S–DLF+RS
其中PTX_S为上位机接收到的载波信号传递强度，PPL为链路传递线损。
在一个实施例中，通过上位机根据接收信号强度值RS与下行链路数据集DLF判断是否调制编码数据MEF低于接入点的最低接收功率，若是则通过增加接入点的载波信号传递强度PTX_P。
在一个实施例中，通过触控面板可视化地调整载波信号传递强度PTX_P。
在一个实施例中，所述手持设备包括安装于所述OFDM载波通讯系统中的电表或集中器，或其一部分组件。
在一个实施例中，所述电表或集中器的一部分组件与上位机进行插拔连接，通过上位机模拟所述电表或集中器的剩余部分组件。
在一个实施例中，所述上位机或手持机在接收下行链路数据集DLF和发送上行链路数据集ULF后进入休眠状态。
在一个实施例中，在所述OFDM载波通讯系统中的多个手持机同步接收下行链路数据集DLF，通过上位机比较其中的接收信号强度值RS较大者，作为基准下载设备。
根据以上技术方案，本发明的技术优势明显突出，首先，可以在一台设备中实现载波信号实际通讯过程的检测和模拟转换，当手持机采集到载波信号时，可以立刻插入至装置本体中进行数据转换，同时可以对载波通讯的实际效果做即时存储和汇总分析，使用方便；其次，可以在不同环境下检测载波信号的具体幅值，通过核心板的运算单元加以解决，可定量定性地分析载波信号的强度，同时又能够供使用者手动调节信号发射强度，即直观地由测试人员通过触控面板手动调节，方便实用；再者，装置可以拆分成多个部件，实现人机分离，降低了测试成本。
附图说明
图1A为信号调试装置的第一实施例的在封闭状态下的结构原理示意图；
图1B为图1A中信号调试装置在展开状态下的结构示意图。
具体实施方式
参照图1A和1B，信号调试装置具有一个外壳10，它可拆装地分为上下相对应布置的第一本体部1和第二本体部2，在第一本体部1与第二本体部2之间具有电连接组件3，所述电连接组件3作为一个轴使得第一本体部1与第二本体部2相互组合封围(参照图1A的形状)。
在信号强度调试装置的一个实施例中，所述第一本体部1包括显示单元。
在信号强度调试装置的另一个实施例中，所述第二本体部2的侧部具有2个凹槽，用于容纳和电连接不同尺寸的数据采集设备，其中在第二本体部2内设有：用于电连接这些数据采集设备的核心板，根据所容纳的数据采集设备的类别和个数对其进行分离供电的分级供电单元以及隔离单元，对这些数据采集设备之间进行电气隔离。
在一个实施例中，在凹槽中设置有接头插针，用于获取卡入其中的手持机的数据信息。在各个凹槽之间设置有电气隔离单元，一方面对各个手持机之间的载波信号进行分段隔离，另一方面，放置外部其他信号，例如电磁波信号的干扰。在本发明信号强度调试装置的一个实施例中，第一本体部1包括显示单元，可以模拟出OFDM载波信号的具体波形，第二本体部2具有触控单元241，用户可以使用它来更改信号接收强度。
在信号强度调试装置的另一个实施例中，进一步包括多个手持设备221、231，在所述第二本体部2上设有凹槽22、23，用于容纳这些手持设备，其中所述手持设备是处于一个正交频分复用(OFDM)载波通讯网络中。
在一个实施例中，载波信号强度调试装置10包括上位机，即第一、第二本体部 的组合装置，和OFDM载波通讯系统中的2个手持机221、231，其中每一手持机设有OFDM编码/解码模块；所述上位机包括：链路模块，用于从所述OFDM编码/解码模块下载下行链路数据集DLF，或者对其上传上行链路数据集ULF；接收信号强度测定模块，用于测量下行链路数据集DLF的接收信号强度值RS1；链路整理模块，根据下行链路数据集DLF和所述接收信号强度值RS1生成调制编码数据；以及触控面板241，用于为用户触控式地手动感应调节所需获取的载波信号的波形信号强度值。
在一个实施例中，通过手持机下载下行链路数据集DLF，所述下行链路数据集DLF包含了接入点的载波信号传递强度PTX_P和信号接收灵敏度PSEN，满足关系式：
DLF＝PTX_P+PSEN (1)。
在一个实施例中，通过上位机的接收信号强度测定模块，根据关系式(1)中的载波信号传递强度PTX_P和信号接收灵敏度PSEN测量所述下行链路数据集DLF的接收信号强度值RS；以及通过链路整理模块根据所述载波信号传递强度PTX_P、信号接收灵敏度PSEN以及接收信号强度值RS生成调制编码数据MEF，满足关系式：
MEF＝PTX_S–PSEN–PPL (2)
＝PTX_S–PSEN–(PTX_P–RS)
＝PTX_S–DLF+RS
其中PTX_S为上位机接收到的载波信号传递强度，PPL为链路传递线损。
在一个实施例中，通过上位机根据接收信号强度值RS与下行链路数据集DLF判断是否调制编码数据MEF低于接入点的最低接收功率，若是则通过增加接入 点的载波信号传递强度PTX_P。
在一个实施例中，通过触控面板可视化地调整载波信号传递强度PTX_P。
由于FFT处理使各子载波可以部分重叠，理论上可以接近Nyquist极限。以OFDM为基础的多址技术OFDMA(正交频分多址)可以实现小区内各用户之间的正交性，从而有效地避免了用户间干扰。这使OFDM系统可以实现很高的小区容量。OFDM系统的信号带宽取决于使用的子载波的数量，因此OFDM系统具有很好的带宽扩展性。小到几百kHz，大到几百MHz，都很容易实现。尤其是随着移动通信宽带化(将由5MHz增加到最大20MHz)，OFDM将宽带传输转化为很多子载波上的窄带传输，每个子载波上的信道可以看作水平衰落信道，从而大大降低了接收机均衡器的复杂度。相反，单载波信号的多径均衡的复杂度随着带宽的增大而急剧增加，很难支持较大的带宽(如20MHz)。OFDM系统可以通过灵活的选择适合的子载波进行传输，来实现动态的频域资源分配，从而充分利用频率分集和多用户分集，以获得最佳的系统性能。由于每个OFDM子载波内的信道可看作水平衰落信道，多天线(MIMO)系统带来的额外复杂度可以控制在较低的水平(随天线数量呈线性增加)。相反，单载波MIMO系统的复杂度与天线数量和多径数量乘积的幂成正比，很不利于MIMO技术的应用。
在电力系统现场载波信号强度调试装置的一个实施例中，第二本体部2的侧部具有2个凹槽22和23，用于容纳和电连接不同尺寸的手持设备231和221，其中在第二本体部2内设有核心板，用于电连接这些手持设备；分级供电单元，获取外部电力并根据所容纳的数据采集设备的类别和个数对其进行分离供电；电气隔离单元，对这些手持设备之间进行电气隔离；以及载波信号隔离单元，用于将本装置外部载波信号进行完全隔离屏蔽。
在电力系统现场载波信号强度调试装置的一个实施例中，所述第二本体部2进 一步包括触控面板，用于为用户触控式地手动感应调节所需获取的载波信号的波形发射强度。
在电力系统现场载波信号强度调试装置的一个实施例中，所述手持设备包括安装于一个OFDM载波通讯网络中的电表或集中器，或者其一部分。在一个实施例中，所述电表或集中器的一部分组件与上位机进行插拔连接，通过上位机模拟所述电表或集中器的剩余部分组件。即手持的设备是属于一个载波电表的弱电部分，它的剩余部分是接入市电电网的强电部分，因此第二本体部2可作为这个部分的模拟设备，即设置电力接头21接入220V市电，通过核心板直接读取其中下载到的下行链路数据集DLF。
在一个实施例中，所述上位机或手持机在接收下行链路数据集DLF和发送上行链路数据集ULF后进入休眠状态。
在一个实施例中，在所述OFDM载波通讯系统中的多个手持机同步接收下行链路数据集DLF，通过上位机比较其中的接收信号强度值RS较大者，作为基准/最优链路数据下载设备。

Claims (7)

1.一种电力系统现场载波信号强度调试装置，包括上位机和OFDM载波通讯系统中的多个手持机，其中所述手持机包括OFDM编码/解码模块；所述上位机包括：链路模块，用于从所述OFDM编码/解码模块下载下行链路数据集DLF，或者对其上传上行链路数据集ULF；接收信号强度测定模块，用于测量下行链路数据集DLF的接收信号强度值RS1；链路整理模块，根据下行链路数据集DLF和所述接收信号强度值RS1生成调制编码数据；以及触控面板，用于为用户触控式地手动感应调节所需获取的载波信号的波形信号强度值，其特征在于：通过手持机下载下行链路数据集DLF，所述下行链路数据集DLF包含了接入点的载波信号传递强度PTX_P和信号接收灵敏度PSEN，满足关系式：DLF = PTX_P + PSEN（1）；所述上位机或手持机在接收下行链路数据集DLF和发送上行链路数据集ULF后进入休眠状态。
2.根据权利要求1所述的电力系统现场载波信号强度调试装置，其特征在于：通过上位机的接收信号强度测定模块，根据关系式（1）中的载波信号传递强度PTX_P和信号接收灵敏度PSEN测量所述下行链路数据集DLF的接收信号强度值RS；以及
通过链路整理模块根据所述载波信号传递强度PTX_P、信号接收灵敏度PSEN以及接收信号强度值RS生成调制编码数据MEF，满足关系式：
MEF = PTX_S–PSEN–PPL （2）
= PTX_S–PSEN–(PTX_P–RS)
= PTX_S–DLF + RS
其中PTX_S为上位机接收到的载波信号传递强度，PPL为链路传递线损。
3.根据权利要求2所述的电力系统现场载波信号强度调试装置，其特征在于：通过上位机根据接收信号强度值RS与下行链路数据集DLF判断是否调制编码数据MEF低于接入点的最低接收功率，若是则通过增加接入点的载波信号传递强度PTX_P。
4.根据权利要求3所述的电力系统现场载波信号强度调试装置，其特征在于：通过触控面板可视化地调整载波信号传递强度PTX_P。
5.根据权利要求1所述的电力系统现场载波信号强度调试装置，其特征在于：所述手持设备包括安装于所述OFDM载波通讯系统中的电表或集中器，或其一部分组件。
6.根据权利要求5所述的电力系统现场载波信号强度调试装置，其特征在于：所述电表或集中器的一部分组件与上位机进行插拔连接，通过上位机模拟所述电表或集中器的剩余部分组件。
7.根据权利要求2所述的电力系统现场载波信号强度调试装置，其特征在于：在所述OFDM载波通讯系统中的多个手持机同步接收下行链路数据集DLF，通过上位机比较其中的接收信号强度值RS较大者，作为基准链路下载设备。
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