CN111446987A - 一种电力线载波通信性能检测装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电力线载波通信性能检测装置及其方法，该系统包括通信模块支持单元、射频性能检测单元、测控与人机交互单元、以及直流供电单元，通信模块支持单元与待测通信模块相互连接，待测通信模块分布设置在主节点及对应的多个从节点，主节点通过程控衰减器与从节点相互连接，程控衰减器与从节点之间连接有透明转发监听设备，程控衰减器与主节点之间连接有载波信号采样单元，载波信号采样单元、测控与人际交互单元、直流供电单元分别连接至射频性能检测单元，射频性能检测单元还连接有公网通信模块，公网通信模块对应连接有通信模块支持单元。与现有技术相比，本发明能够实现宽带载波测试和协议一致性测试，并兼顾公网通信模块的通信测试。
Description
技术领域
本发明涉及电力线载波测试技术领域，尤其是涉及一种电力线载波通信性能检测装置及其方法。
背景技术
电力线载波(Power Line Carrier-PLC)通信是以线路为媒介进行数据、语音传输的通信方式。在传输过程中，通过载波对模拟或数字信号进行有效调制，实现高频信号在电力线中实现远距离传输。电力线中压载波技术利用电力线路为传输媒介，形成电力专网通信，优势不言而喻。投资成本低，施工便捷、维护方便，更进一步展现出其经济性、便利性和安全性。
根据所用频段的不同，电力线载波通信一般分为窄带载波(10kHz～500KHz)和宽带载波(2MHz～20MHz)，随着用电信息采集系统业务应用不断深化和多专业功能支撑的拓展，窄带载波技术局限性显现：通信速率低、易受干扰、组网进程慢、业务支撑能力不足等，而宽带载波能够克服电力线通信线路噪声显著及信号衰减严重问题，采用扩频、OFDM(正交频分复用)等调制技术，使频带利用率提高，以消除信道之间的干扰，降低信号被动吸收和突发干扰，实现数据的高速可靠通信，满足日益增长的信息传输需求。
然而目前在进行载波性能测试时，侧重点偏向于窄带载波，较少涉及到宽带载波，此外，由于不同厂家提供的载波通信模块协议之间存在差异，无法保证实际应用中各台区之间数据传输的可靠性。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电力线载波通信性能检测装置及其方法，以实现宽带载波测试及协议一致性测试的目的，从而保证数据传输的可靠性。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种电力线载波通信性能检测装置，包括通信模块支持单元、射频性能检测单元、测控与人机交互单元、以及直流供电单元，所述通信模块支持单元与待测通信模块相互连接，所述待测通信模块分布设置在主节点及对应的多个从节点，所述主节点通过程控衰减器与从节点相互连接，所述程控衰减器与从节点之间连接有透明转发监听设备，所述程控衰减器与主节点之间连接有载波信号采样单元，所述载波信号采样单元、测控与人际交互单元、直流供电单元分别连接至射频性能检测单元，所述射频性能检测单元还连接有公网通信模块，所述公网通信模块对应连接有通信模块支持单元。
进一步地，所述待测通信模块包括集中器本地模块、单/三相智能电能表通信模块或采集器。
进一步地，所述公网通信模块具体为4G通信模块。
进一步地，所述4G通信模块的模块制式为FDD-LTE(Frequency DivisionDuplexing-Long Term Evolution，频分双工-长期演进)或TDD-LTE(Time DivisionDuplexing-Long Term Evolution，时分双工-长期演进)。
进一步地，所述射频性能检测单元具体为标准仪器仪表。
进一步地，所述标准仪器仪表包括频谱分析仪、数字示波器和4G信号分析仪。
进一步地，所述程控衰减器具体为程控步进衰减器，所述程控衰减器的载波隔离度＞75dB、衰减步进为2dB。
进一步地，所述透明转发监听设备具体为DTU(Data Transfer unit，数据传输单元)。
一种电力线载波通信性能检测方法，包括以下步骤：
S1、载波信号衰减测试：通信模块支持单元分别提供工作电源给位于主节点和从节点的待测通信模块，测控与人机交互单元输出控制信号给射频性能检测单元，直流供电单元提供工作电源给射频性能检测单元；
设置程控衰减器的衰减值为0dB，位于主节点的待测通信模块发送载波信号；
由射频性能检测单元检测位于从节点的待测通信模块是否能正常接收到载波信号，若判断为否，则中止测试；若判断为是，则按照预设衰减值，依次增大设置程控衰减器的衰减值，并依次检测位于从节点的待测通信模块是否能正常接收到载波信号，直至检测到位于从节点的待测通信模块不能正常接收到载波信号，结束载波衰减测试，记录此时程控衰减器设置的衰减值；
S2、宽带载波协议一致性测试：通信模块支持单元分别提供工作电源给位于主节点和从节点的待测通信模块，测控与人机交互单元输出控制信号给射频性能检测单元，直流供电单元提供工作电源给射频性能检测单元；
通过透明转发监听设备生成宽带载波标准测试报文，并监听来自主节点及从节点的待测通信模块之间的载波报文；
比较监听的载波报文与生成的标准测试报文内容是否一致，若一致，则判断待测通信模块满足宽带载波协议一致性要求，否则判断待测通信模块不满足宽带载波协议一致性要求；
S3、公网通信性能测试：通信模块支持单元分别提供工作电源给位于主节点和从节点的待测通信模块、以及公网通信模块，测控与人机交互单元输出控制信号给射频性能检测单元，直流供电单元提供工作电源给射频性能检测单元；
射频性能检测单元检测来自主节点待测通信模块的载波信号以及来自公网通信模块的通信信号；
比较载波信号和通信信号内容是否一致，若一致，则判断公网通信模块与待测通信模块之间符合公网通信测试要求，否则判断公网通信模块与待测通信模块之间不符合公网通信测试要求。
本发明的工作原理为：设置虚拟的主节点和对应的多个从节点，以模拟出真实台区环境，将待测通信模块分别布置在主节点和从节点；
由测控与人机交互单元提供操作界面及系统控制输入，通信模块支持单元为待测通信模块提供工作电源、控制信号以及交互数据；
程控衰减器进行载波信号衰减，用于宽带载波抗衰减能力测试；
透明转发监听设备用于生成宽带载波标准测试报文，进行载波报文监听，用于宽带载波协议一致性测试；
载波信号采样单元从主节点提取传输的载波信号，先后对该载波信号进行工频信号隔离和载波信号取样处理，并将载波取样信号输出给射频性能检测单元；
直流供电单元为射频性能检测单元提供直流工作电源，射频性能检测单元分别对载波取样信号进行频谱分析、波形检测和4G信号分析，以此完成电力线载波通信性能检测过程。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、本发明将待测通信模块分布设置在主节点和从节点，通过在主节点与从节点之间设置程控衰减器以及透明转发监听设备，利用程控衰减单元进行载波信号衰减，以进行宽带载波抗衰减测试，利用透明转发监听设备生成宽带载波测试报文、并监听载波报文，以进行宽带载波协议一致性测试，使得本发明能够实现宽带载波测试和协议一致性测试的目的。
二、本发明利用公网4G通信模块，结合射频性能检测单元对公网4G通信模块进行信号分析，能够进一步保证数据传输的可靠性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为实施例中电力线载波性能检测系统物理结构示意图；
图中标记说明：1、通信模块支持单元，2、射频性能检测单元，3、测控与人机交互单元，4、直流供电单元，5、待测通信模块，6、程控衰减器，7、透明转发监听设备，8、载波信号采样单元，9、公网通信模块，10、主节点，101、从节点。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示，一种电力载波通信性能检测系统，包括通信模块支持单元1、射频性能检测单元2、测控与人机交互单元3、以及直流供电单元4，其中，通信模块支持单元1与待测通信模块5相互连接，以产生待测通信模块5正常工作的电源、控制信号、交互数据等支持条件；
待测通信模块5分布设置在主节点10及对应的多个从节点101，主节点10通过程控衰减器6与从节点101相互连接，程控衰减器6用于进行载波信号衰减，以完成宽带载波抗衰减能力测试；
程控衰减器6与从节点101之间连接有透明转发监听设备7，透明转发监听设备7用于生成宽带载波标准测试报文，并进行载波报文监听，以完成宽带载波协议一致性测试；
程控衰减器6与主节点10之间连接有载波信号采样单元8，载波信号采样单元8主要进行工频信号隔离和载波信号取样，取样信号送入射频性能检测单元2进行射频性能检测；
载波信号采样单元8、测控与人际交互单元3、直流供电单元4分别连接至射频性能检测单元2，测控与人机交互单元3主要提供操作界面、系统控制等功能，直流供电单元4主要用于仿真系统的直流电源供给；
射频性能检测单元2还连接有公网通信模块9，以对公网通信模块进行信号分析测试，公网通信模块9同样由通信模块支持单元1提供工作电源及相应控制信号。
具体的，待测通信模块5包括集中器本地模块、单/三相智能电能表通信模块或采集器，如图2所示，本实施例中，公网通信模块具体为4G通信模块，该4G通信模块同样由模块支持单元提供电源、控制信号等，4G通信模块的具体模块制式为FDD-LTE或TDD-LTE；射频性能检测单元具体为标准仪器仪表，包括频谱分析仪、数字示波器和4G信号分析仪，本实施例中，频谱分析仪选用HP8594E，数字示波器选用TDS520B；程控衰减器具体为程控步进衰减器，其载波隔离度＞75dB、衰减步进为2dB；透明转发监听设备具体为DTU。
将上述电力线载波通信性能检测装置应用于实际，主要包括载波信号衰减测试、宽带载波协议一致性测试和公网通信性能测试三方面：
一、载波信号衰减测试：通信模块支持单元分别提供工作电源给位于主节点和从节点的待测通信模块，测控与人机交互单元输出控制信号给射频性能检测单元，直流供电单元提供工作电源给射频性能检测单元；
设置程控衰减器的衰减值为0dB，位于主节点的待测通信模块发送载波信号；
由射频性能检测单元检测位于从节点的待测通信模块是否能正常接收到载波信号，若判断为否，则中止测试；若判断为是，则按照预设衰减值，依次增大设置程控衰减器的衰减值，并依次检测位于从节点的待测通信模块是否能正常接收到载波信号，直至检测到位于从节点的待测通信模块不能正常接收到载波信号，结束载波衰减测试，记录此时程控衰减器设置的衰减值；
二、宽带载波协议一致性测试：通信模块支持单元分别提供工作电源给位于主节点和从节点的待测通信模块，测控与人机交互单元输出控制信号给射频性能检测单元，直流供电单元提供工作电源给射频性能检测单元；
通过透明转发监听设备生成宽带载波标准测试报文，并监听来自主节点及从节点的待测通信模块之间的载波报文；
比较监听的载波报文与生成的标准测试报文内容是否一致，若一致，则判断待测通信模块满足宽带载波协议一致性要求，否则判断待测通信模块不满足宽带载波协议一致性要求；
三、公网通信性能测试：通信模块支持单元分别提供工作电源给位于主节点和从节点的待测通信模块、以及公网通信模块，测控与人机交互单元输出控制信号给射频性能检测单元，直流供电单元提供工作电源给射频性能检测单元；
射频性能检测单元检测来自主节点待测通信模块的载波信号以及来自公网通信模块的通信信号；
比较载波信号和通信信号内容是否一致，若一致，则判断公网通信模块与待测通信模块之间符合公网通信测试要求，否则判断公网通信模块与待测通信模块之间不符合公网通信测试要求。
Claims (9)
1.一种电力线载波通信性能检测装置，其特征在于，包括通信模块支持单元(1)、射频性能检测单元(2)、测控与人机交互单元(3)、以及直流供电单元(4)，所述通信模块支持单元(1)与待测通信模块(5)相互连接，所述待测通信模块(5)分布设置在主节点(10)及对应的多个从节点(101)，所述主节点(10)通过程控衰减器(6)与从节点(101)相互连接，所述程控衰减器(6)与从节点(101)之间连接有透明转发监听设备(7)，所述程控衰减器(6)与主节点(10)之间连接有载波信号采样单元(8)，所述载波信号采样单元(8)、测控与人际交互单元、直流供电单元(4)分别连接至射频性能检测单元(2)，所述射频性能检测单元(2)还连接有公网通信模块(9)，所述公网通信模块(9)对应连接有通信模块支持单元(1)。
2.根据权利要求1所述的一种电力线载波通信性能检测装置，其特征在于，所述待测通信模块(5)包括集中器本地模块、单/三相智能电能表通信模块或采集器。
3.根据权利要求1所述的一种电力线载波通信性能检测装置，其特征在于，所述公网通信模块(9)具体为4G通信模块。
4.根据权利要求3所述的一种电力线载波通信性能检测装置，其特征在于，所述4G通信模块具体为模块制式为FDD-LTE或TDD-LTE的4G通信模块。
5.根据权利要求1所述的一种电力线载波通信性能检测装置，其特征在于，所述射频性能检测单元(2)具体为标准仪器仪表。
6.根据权利要求5所述的一种电力线载波通信性能检测装置，其特征在于，所述标准仪器仪表包括频谱分析仪、数字示波器和4G信号分析仪。
7.根据权利要求1所述的一种电力线载波通信性能检测装置，其特征在于，所述程控衰减器(6)具体为程控步进衰减器，所述程控衰减器(6)的载波隔离度＞75dB、衰减步进为2dB。
8.根据权利要求1所述的一种电力线载波通信性能检测装置，其特征在于，所述透明转发监听设备(7)具体为DTU。
9.一种应用权利要求1所述电力线载波通信性能检测装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、载波信号衰减测试：通信模块支持单元(1)分别提供工作电源给位于主节点(10)和从节点(101)的待测通信模块(5)，测控与人机交互单元(3)输出控制信号给射频性能检测单元(2)，直流供电单元(4)提供工作电源给射频性能检测单元(2)；
设置程控衰减器(6)的衰减值为0dB，位于主节点(10)的待测通信模块(5)发送载波信号；
由射频性能检测单元(2)检测位于从节点(101)的待测通信模块(5)是否能正常接收到载波信号，若判断为否，则中止测试；若判断为是，则按照预设衰减值，依次增大设置程控衰减器(6)的衰减值，并依次检测位于从节点(101)的待测通信模块(5)是否能正常接收到载波信号，直至检测到位于从节点(101)的待测通信模块(5)不能正常接收到载波信号，结束载波衰减测试，记录此时程控衰减器(6)设置的衰减值；
S2、宽带载波协议一致性测试：通信模块支持单元(1)分别提供工作电源给位于主节点(10)和从节点(101)的待测通信模块(5)，测控与人机交互单元(3)输出控制信号给射频性能检测单元(2)，直流供电单元(4)提供工作电源给射频性能检测单元(2)；
通过透明转发监听设备(7)生成宽带载波标准测试报文，并监听来自主节点(10)及从节点(101)的待测通信模块(5)之间的载波报文；
比较监听的载波报文与生成的标准测试报文内容是否一致，若一致，则判断待测通信模块(5)满足宽带载波协议一致性要求，否则判断待测通信模块(5)不满足宽带载波协议一致性要求；
S3、公网通信性能测试：通信模块支持单元(1)分别提供工作电源给位于主节点(10)和从节点(101)的待测通信模块(5)、以及公网通信模块(9)，测控与人机交互单元(3)输出控制信号给射频性能检测单元(2)，直流供电单元(4)提供工作电源给射频性能检测单元(2)；
射频性能检测单元(2)检测来自主节点(10)待测通信模块(5)的载波信号以及来自公网通信模块(9)的通信信号；
比较载波信号和通信信号内容是否一致，若一致，则判断公网通信模块(9)与待测通信模块(5)之间符合公网通信测试要求，否则判断公网通信模块(9)与待测通信模块(5)之间不符合公网通信测试要求。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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