载波通讯设备范文

载波通讯设备范文（精选10篇）

载波通讯设备 第1篇

随着大规模城乡电网改造的逐步完善,我国配电网得到了很大改善,配电网硬件设施和网络架构明显加强,电网的安全、经济运行有了切实的保障。广大电力用户对电能质量和供电服务,相应提出了更高要求,需要配变管理实现精细化、科学化、数字化和集中化管理,有效提高用电质量,需要建立电力设备防盗报警系统、配变监测分析系统、电压监测管理系统,实现科学、精细的配电管理,实时掌握配变运行数据,及时发现、处理故障,保证供电质量。同时根据在电网建设中避免重复投资,降低建设成本的要求,笔者将电力设备防盗报警系统和路灯监控管理系统结合在一起,通过GPRS通道,实现远程实时监测、管理。

电力线载波(PLC)技术是指利用现有电力线,通过载波方式将模拟或数字信号进行传输的技术[1]。通过科学使用电力低压配电台区内电力网络资源,利用电力线载波通信方式设计出了一种性能稳定、可靠性高、报警准确的电力线防盗报警监测系统。本系统综合应用了电力监测技术、数字电路、电力载波扩频通信技术[2]、微处理器、GPRS/CDMA1x远程通信技术和计算机应用技术等,能准确判断出线缆、设备被盗位置,主站系统通过电话、手机和声光提示报警,让管理维护人员能够及时掌握盗窃和故障信息,及时处理,降低损失。同时实时监测配变运行状态,及时发现、处理故障,通过专业的配变管理系统软件分析处理数据,查询各项参数的报表、曲线等,为营销系统、线损分析、负荷预测和扩容报装规划提供了科学的数据,实现配变管理的信息化、科学化和精细化。

1 系统设计方案

该系统由路灯监控装置、线路报警集中器、线路报警终端、监控中心和GPRS/CDMA1x无线网络、低压电力线路和电力行业内部网等构成。

将线路报警终端安装在台区线路的负荷末梢和骨干线路的某些节点上,将线路报警集中器安装在路灯配电变压器出线侧。线路报警终端监测线路的电源状态。线路报警集中器通过电力线载波通信查询线路报警终端状态,并读取线路报警终端监测到的数据。

系统采用移动GPRS专业无线数据(无线DDN)传输通道和低压电力线载波通信,具有网络覆盖面广,无需建设网络,费用低廉,移动灵活和数据安全等特点。

线路报警终端直接接入到低压线路的三相四线回路,通过微处理器判断各相线路电源状态,同时结合低压电力载波通信技术,将监测点故障状态准确判断,具备警笛声光报警接口。终端设计原理简洁实用,功能完善,具有稳定、可靠、准确、易维护、性价比高等优点。

路灯监控管理终端实时监测电压、电流、频率、功率、功率因数、电能量等用电参数,计算负荷率[3]。可以设定统计时间的间隔,在定时数据、告警信息和故障信息产生后主动将数据发送至报警集中器。

线路报警集中器具有实时日历时钟、参数设置、存储、告警、通信和故障判断等功能。线路报警集中器主要采用电力线载波通信技术和GPRS通信技术,通过监测信息、线路报警终端通信状态、线路报警终端监测数据判断线路故障点情况,在发生故障时立即将故障信息发送至主站。

电力局通过APN专线方式连接到移动公司GPRS路由器,移动公司提供配置固定的APN用户名称和固定IP资源、隧道及保密传输协议。线路报警集中器通过GPRS网络以专用APN通道的方式与电力局信息中心数据库服务器进行数据交互,电力局局域网内的任意授权用户可以访问该服务器,查看分析数据。在供电所运行的电力设备防盗报警系统客户端软件将该供电所管理辖区内出现故障的线路进行准确定位告警,通知相关线路管理、维护人员。

系统框图如图1所示:数据流向及处理过程如图2所示:

2 电力线载波通信技术

2.1 电力线载波通信硬件结构设计

传统电力载波易受电网负载变化和随机干扰的影响,随着现场使用环境及负载变化的影响,最终导致系统崩溃,给电力载波通信技术在数据通信领域推广带来很大的阻力。通过采用独特的电力载波扩频通信芯片,将50Hz低频电网构建成一个隔离的高频通信网,把负载的变化及随机干扰对本系统的影响降到了最低,结合网络自由拓扑算法,使实时的电力载波数据通信得以实现[4]。

电力线载波通信硬件结构设计主要包括电力线耦合部分、信号发射电路部分、信号接收电路部分、电力线信号调制/解调部分、单片机控制部分及数字信号接口部分。硬件结构框图如图3所示:

耦合电路是载波信号的输入和输出通路[5],并起隔离220V/50Hz工频的作用。该电路设计时考虑采用信号耦合变压器,实现了高压与低压的隔离。因为载波的频率比较高(100~400k Hz),远远大于电网的频率,这样就使载波信号畅通无阻,而且能够阻隔高压。

信号发射部分主要为功率放大电路。此级功率放大是将高压开漏输出转换成功率输出。输出时应接一个不小于2kΩ的上拉电阻,其灌入电流不要超过5m A,并有不低于3V峰—峰值的信号电压输出。功率放大器本身工作在开关状态。由于正常发射时间很短,所以在选择三极管参数时应该注意其功率参数。

信号接收部分包括前级滤波器与增益放大器。滤波器为带通滤波器。其作用一方面将带外杂波滤除,另一方面保证前后级之间的阻抗匹配,以达到顺利传递信号的目的。增益放大器的目的是将滤波后的信号不失真的放大80倍以上,以达到本级增益30d B以上的要求。

电力载波modem芯片采用CMOS技术设计的数模混合专用电路,应用先进的扩频通信技术和调制解调技术,是面向低压电力线低速率通信市场需要的专用扩频modem芯片。单片机控制部分是高速、高集成、增强型MCS-51系列高性能单片机,是一个快速、高性能、功能丰富、高集成度的8位8051兼容微控制器,适合各种智能控制系统开发。数据收发流程如下:发射状态时,单片机将modem芯片SR端置高,芯片发出同步头,单片机通过TX端同步发送数据;接收状态时,单片机将SR端置低,芯片若接收到数据,则产生同步头,通过TX端将数据同步发送到单片机。

2.2 电力线载波通信软件结构

单片机控制器对电力载波modem芯片的设置是通过该芯片CS端(设置片选输入端)、SETCLK(同步设置时钟输入端)和LINE(设置数据及状态的输入/输出端)三端进行的。该系统软件流程如图4所示:

3 电力线监测系统工作原理

电力线监测集中器安装在被监控电缆的首端(变压器或配电箱内),电力线防盗终端安装在各条被监控电缆的末端。以被监测线缆为通信载体,电力线监测集中器对各条电缆末端安装的电力线防盗终端定时发送查询数据包,防盗终端确认后向监测集中器返回应答数据包,监测集中器接收到应答数据包表示该条线缆正常运行。当某条线缆发生被盗或者被割断时,通信载体断路造成该线路上的电力线防盗终端与电力线监测集中器之间通信中断,电力线监测集中器在确认通信中断后向监控中心发送电缆警情信息。电力线监测集中器与路灯监控管理装置之间采用RS485进行通信。路灯监控管理装置与监控中心之间的通信可根据具体情况选择GPRS DTU(数据传输单元)、GSM短信模块或者230M专网。

在供电电缆停电时,电力线监测集中器自动切换到本地供电方式,为电力线防盗终端提供+24V电源,保证系统在长时间停电的情况下正常运行,同时避免了电池的维护,提高了可靠性,节约了成本。

电力线监测集中器与电力线防盗终端的正常工作距离为500m。如果供电电缆的长度过长或者线路情况恶劣,则需要根据现场实际情况来确定是否配置中继器作信号中继使用。

4 系统功能和技术特点

1)报警终端对电力线路电压信号进行采样分析,以此来判别电力线路的正常状态,实时有效地监测电力线路或电力变压器等设施,在发生缺相、断电、断路或遭到其它人为破坏时,系统及时分析和逻辑判断,并迅捷报警,告之地点、时间、原因。

2)利用现有电缆传输监控信号(电力载波通信),不用铺设线路,安装、维护方便,零运行成本。

3)远程监控采用GPRS/CDMA1x通道,无需网络建设、运行、维护成本低,系统建设投入产出比高。

4)信息反应快捷。系统可在3~30s内发出报警信号。

5)报警信息准确,内容包括:配变名称、编号、线路位置、警情发生时间、报警时间等。

6)可识别各种高水平盗窃手段

(1)全台区断电后窃线

(2)盗窃台区内某段主干线路

(3)盗窃台区内某支线的任一回路

(4)通过预先搭接的方式,在用电低谷时盗窃某段线路的三相相线

(5)通过将三相负荷转移到某相的方式,在用电低谷时盗窃某段线路的两相。

7)可自动识别停电还是电力设备被盗。

8)将电力设备防盗和路灯监控管理装置集中在一起,采用一个通信通道,避免重复投资建设,降低系统建设成本。

9)系统的分层、分级、分布式管理的设计思想为系统进行方便的扩展提供基础。主站通信前置设备,服务器、数据库、工作站及网络设备等硬件,软件模块等都可以方便地扩充,就象是搭积木一样。系统具有分布式、积木式和可扩展性等优点。

5 结束语

经过现场测试,基于电力线载波通信技术的线路监测系统,完全符合国家电网公司、国家电力、电子、通讯的相关标准,能够有效地进行电力设备防盗和路灯监控管理。它具备造价低廉,安装简单,传输线路广泛等长处,有着良好的市场前景。系统经过简单改造,也可用于其他分布式自动化监控系统,具有较高的应用价值。

参考文献

[1]刘红,张冬来,孙光伟.电力线载波中传输线模型的建立及应用[J].电力系统及自动化学报,2002,14(3):27-31,62.

[2]程菱,刘志刚.基于电力线和射频通讯的扩频载波技术[J].电子产品世界,1999,(8):30-31.

[3]姚远,吕康,董世龙,等.基于电力线载波通信技术的公共路灯远程监控系统[J].武汉理工大学学报(信息和管理工程版),2001(9).

[4]张明新,马宏锋,张英辉.低压电力线载波通信中信号传输特性的研究[J].测控技术,2001,20(10):61-63.

GPS载波相位测量 第2篇

【关键词】载波相位;重建载波;差分观测值;平差模型;精度评定

0.引言

载波相位测量是测量接收机接收到的具有多普勒频移的载波信号，与接收机产生的参考载波信号之间的相位差，通过相位差来求解接收机位置。由于载波的波长远小于码长，C/A码码元宽度293m，P 码码元宽度29.3m，而L1载波波长为19.03cm， L2载波波长为24.42cm，在分辨率相同的情况下， L1载波的观测误差约为2.0mm， L2载波的观测误差约为2.5mm。而C/A码观测精度为2.9m，P码为0.29m。 载波相位观测是目前最精确的观测方法。

1.载波相位测量原理

GPS卫星信号接收机接收到的来自GPS卫星的载波信号是一个调制信号，因为GPS卫星在发射载波信号时己经将测距码信号和数据码（导航电文）信号调制到了载波信号上这一过程通常称为信号的调制。因而接收到的载波的相位己不再连续，所以在进行载波相位测量以前，首先要进行解调工作，即利用一定的方法将调制在载波上的测距码和卫星电文去掉，重新获取载波，这一工作称为重建载波。重建载波一般可采用两种方法，一种是码相关法，另外一种是平方法。采用前者，用户可同时提取测距信号和卫星电文，但用户必须知道测距码的结构；采用后者，用户无需掌握测距码的结构，但只能获取载波信号而无法获得测距码和卫星电文。GPS载波动态相对定位目前的实现方法有两种，第一种方法：参考站向移动站发送原始观测数据，在移动站上进行卫星之间和测站之间的双差处理，求解移动站的三维位置信息，这种方法对差分系统数据链要求很高，移动站上计算量很大。第二种方法：参考站向移动站发送测相伪距的修正量，移动站利用这种修正量修正其测相伪距的观测量，这种方法类似于码差分技术，因此对差分系统数据链路的要求不高，移动站上计算量不大。但第一种方法的定位精度通常要高于第二种方法。

为了进行载波相位测量，接收机也产生一个与卫星载波信号的频率和初相位完全相同的基准信号，称为本振参考载波信号。

载波相位测量的观测量是GPS接收机所接收的卫星载波信号与接收机本振参考信号的相位差。

2.载波相位测量的观测方程

6.2基线向量解算结果分析

基线向量解算是一个较复杂的数据处理过程，在实际解算时，基线向量解算完成后，可以获得基线向量的平差值及其协方差阵和双差整周未知数等，这样就可以对观测值的质量进行初步分析。

6.2.1观测值残差的分析

在进行基线向量解算时是假定观测值中仅存在偶然误差，如果在观测值中存在系统误差或粗差，会有较大的残差。当其偶然误差达到1cm时，可以认为该观测值存在严重问题。

平差处理后的单位权中误差应该比较小，一般情况下应该在0.05周以下。否则认为观测值出现某些问题或起算数据存在问题。

6.2.2 基线长度的精度

在基线向量解算完成以后，可以利用（11）式对基线长度的中误差进行估算，基线长度的中误差应该在接收机的标称精度范围以内。

6.2.3 双差固定解与双差实数解

在进行基线向量解算时，可以获得整周未知数的估值及中误差。从理论上讲，整周未知数应该是一个整数，但是由于各种误差的影响，数据平差求得的整周未数N往往不是一个整数，而是一个实数，称为双差实数解。当实数解十分接近邻近的整数，而且整周未知数的中误差又很小时，就直接确定为邻近的整数；反之如果不存在周跳问题，则可以建立整周未知数的整数区间，利用假设检验的方法对其整数解进行优化搜索，将该实数确定为整数，再将其作为已知量回代重新进行平差计算，这样获得的结果称为双差固定解。■

【参考文献】

［１］徐绍铨,张华海,等.GPS测量原理及应用[M].武汉:武汉大学出版社，2008.

［２］李征航,黄劲松.GPS测量与数据处理[M].武汉:武汉大学出版社，2005.

［３］黄声享,郭英起.GPS在测量工程中的应用[M].北京:测绘出版社，2007.

［４］关惠平.GPS 相对定位原理与DGPS 技术简介[J].兰州铁道学院学报( 自然科学版),2003,(6):22-26.

载波通讯设备 第3篇

国网鹰潭供电公司积极推广用电信息采集系统“全费控”功能,业务涉及到千家万户的电费结算,涉及到能否正确地及时通知欠费用户并能准确无误地停止欠费用户的电力供应,在交上电费后及时可靠地恢复完成交费用户的电力供应。在实际环境中,由于载波通信通道的原因,导致现场电能表无法与集中器有效通信。除影响正常数据抄收外,还无法正常响应费控命令,导致无法有效远程给用户停送电,出现问题也只能使用应急掌机和人工判断,站在现场通过观察智能电表信号接收灯一闪而过判断主站指令是否下达到位,工作效率较低,客户体验和客户满意较差。载波通道的电气性能特殊性,决定了其无法如RS485通道一样可以通过简单的转换头来监控通信报文。如何在现场有效的监测电力线载波通信数据,动态分析监测到的报文数据,使现场问题可视化,成为解决现场载波通信问题的关键。通过应用一套可视化现场监控和电力载波通讯报文监测装置,现场对主站下发指令后在电力载波通讯状况进行分析,装置可多功能分析电力线环境,可满足用户现场监测的需求,可通过监测系统现场的通讯数据,来衡量现场载波系统的稳定性,并在必要时快速找出和解决问题。

2 主要创新点

(1)设计开发3G无线传输视音频移动安全帽,摄像头具备红外夜视;开发设计头盔连接装置,可加装强光电筒,提高方便性,便于1人在现场、1人在后台协同开展报文分析,使现场操作可视化。随着3G无线网络技术和数字视频压缩技术的发展,在3G无线网络上传输视频和音频成为一种趋势。该项目是利用3G技术进行视频数据的无线网络传输的新型系统。它采用了先进的视频压缩算法H.264、流媒体视频数据压缩技术无线传输网络解决方案,整合了3G数据通讯功能和数字视频编码功能为一体化的便捷式的产品。它把摄像机图像经过视频压缩编码模块压缩,通过智能无线通讯终端发射到GPRS/CDMA/EDGE/3G网络,实现视频数据的交互、发送/接收、加解密、加解码,链路的控制维护等功能。根据应用,把实时动态图像传输到距离用户最近的联通或移动通信网络。

(2)设计开发支持多厂商载波模块、支持插拔式模组(包括东软、鼎信、瑞斯康、矩泉等载波芯片的监测模组),实现多种载波芯片的接入监测,支持蓝牙通讯。模块接口遵循国家电网公司Q/GDW 375.2-2009《电力用户用电信息采集系统型式规范:集中器型式规范》(参考该标准文档6.3.1本地通信模块接口、6.3.2载波耦合接口)。通信规约遵循国家电网公司Q/GDW 376.2《电力用户用电信息采集系统通信协议:集中器本地通信模块接口协议》,属于集中式载波抄读模式。使用平板和监测软件可定性分析载波信号强度,使现场电力线里载波报文可视化。装置功能按键简捷有效的输入和控制,同时还设计了方便夹在空气开关的电源接线。

(3)本项目国内率先创新提出了可视化的一种电力载波现场通讯分析方法。该项目2015年4月已获得两项实用新型专利授权,2016年正申请两项实用新型专利。

3 预期成效及应用前景

(1)装置已在国网鹰潭供电公司推广使用,有关费控复电不及时的投诉为“零”;

(2)通过台区客户经理的操作和后台的支撑,使现场单人即可完成报文监测工作,精准定位故障点,大大提高了复电成功率,平均每月达到98.2%以上,提升工作效率;

(3)制定了用电信息采集报文故障排查流程和报文分析方法,在公司全面推广;

(4)可视化电力载波现场通讯分析方法,可被视为电力线载波通信的“万用表”和“示波器”,着力分析现场实际情况,指导现场人员迅速制定最佳实施方案,改变原有直接换集中器、直接换表的粗放式工作方法,优先更换载波芯片,预计可节约集中器和电表购置成本约36万。

参考文献

[1]汤效军.电力线载波通信技术的发展及特点[J].电力系统通信,2003(01):47-51.

[2]宋祖顺,宋晓勤主编.现代通信原理[M].北京:电子工业出版社,2007:207-208.

[3]田日才主编.扩频通信[M].北京:清华大学出版社,2007:25-26

电力线载波通信电路设计 第4篇

关键词：电力线载波通信RS-232/RS485接口电路设计

电力线载波电路整个通信系统的核心。笔者拟采用SSC P300作为电力线载波专用调制解调芯片来开展通信电路设计的研究。从SSCP300输出的信号幅度小、驱动能力弱，而且有各种谐波，因此要放大滤波，然后通过耦合电路将信号调制到电力线上。电力线传来的载波信号由SSCP300接收，需一个带通滤波器，经过预放大再送到SSCP300的接收端，再送给单片机进行处理，单片机中存储的数据经过现有的电话网传送给控制计算机，控制计算机根据数据对供配电进行控制。

1 低压电力线载波通信原理

低压扩频载波模块主要由SSCP300低压电力线扩频载波网络控制器、前置功放和电力线藕合电路构成，其工作任务是对从单片机获取的数据信息实施线性扫频调制，经滤波放大后使其与电力线藕合，对通过电力线送来的载波信号进行扫频解调后送给单片机。这种数据通信采用了收发分时控制的半双工通讯。该模块与配变集中器的设计通信距离为1000米。在信道特性最恶劣的情况下，也要保证不小于600米。

低压电力线载波通信的原理结构框图如图1所示。

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2 电力线载波通信原理

电力线载波通信是电力线载波抄表集中器的核心任务，采用载波调制原理，充分利用电子技术和微处理器技术，开发通用的电力线载波通信设备则是电力线载波抄表的重要基础工作。

2.1 载波通信芯片SSCP300的发送与接收原理 SSCP300提供数据链路功能和物理层的协议LinkLa服务。由SI脚进入SSCP300的电力模拟通过信号，经缓存放大器(Amp)放大并通过A/D转化后形成数字信号，再经过扩频处理，借助DSP电路传输至数据链路层微处理器进行分组解码。欲发送的分组被主处理器传输至微处理器后继而传至DSP功能块。DSP将三态信号置为高层状态时，缓存后这个波形就由SO脚输出，通过功率放大模块和变压器耦合到电力线上。电力线传来的载波信号则由SSCP300接收，需一个带通滤波器，经过预放大再送到SSCP300的接收端，再送给单片机进行处理，单片机中存储的数据经过现有的电话网传送给控制计算机，控制计算机根据数据对供配电进行控制。

2.2 单片机与SSCP300通信的控制工作过程 单片机W77E58是整个模块工作的控制核心。它对载波通信的控制是通过和SSC P300的交互来完成的。电力线媒介的实时网络通信是由SSC P300管理的，SSC P300提供的由主制器通过SPI端口管理的功能使得主处理器获得最佳的网络应用层的实现。SSC P300内部供多个数据结构设定其运行方式和表征其运行状态。单片机通过发送命令读取这些数据结来判断发生的事件及当前状态，并通过发送相应的命令做出相应的处理操作。命令和数据结在主控制器和SSC P300之间的传送是通过SPI接口实现的。主处理器W77E58作为控制核心，控制通过5线的串行外围接口(SPI)把即将发送的分组先传输到SSC P300内部的DLL处理器，再传至DSP。SSC P300从电力线上耦合并解调出来产生解调后的信号。主处理器通过5线的串行外围接口SP2将从S2输入的解调后信号经过信号转换得到的数据分组接收进来。我们选择使用计算机和嵌入式设备的标准接口RS-232作为集中器和上位机的通讯方式。

2.3 RS-232/RS485接口标准 MODEM的通信接口采用的是RS-232标准。RS-232适用于短距离传输，长距离数据通信通常采用RS-485标准。本文中的电平转换采用MAXIM公司的MAX485芯片完成。MAX-485芯片的1脚R0为接收器的输出，接TTL电平RXD信号；4脚DI为发送器输入，接TTL电平TXD信号；3脚DE为发送使能端，接+5V；2脚RE/为接受使能端，接地。因为MAX-485一端接计算机，如果直接与单片机连接会引入干扰信号，所以在MAX-485和单片机连接时，需要加光电隔离器，防止干扰信号进入单片机系统，影响系统正常工作。

3 主控器与MODEM通信接口

MODEM通信适用于信息交互不频繁、数据传输量小的公用电话网数据传输。这是因为公用电话网为模拟电话线路，数字信号不能直接进入这样的信道，必须通过一个中间设备MODEM，它用来实现数字信号到模拟信号和模拟信号到数字信号的相互转换，是一个重要的数据通信备。

4 结束语

电力线载波通信技术是低压集中抄表技术实现的重要通信手段。笔者基于电力线载波通信技术，深入探究电力线载波通信电路设计原理，并详细介绍了该电路及其控制软件的设计，为通信工程的改进提供参考依据。

参考文献：

[1]郭飞，方猛.基于PLC与计算机RS-232通信的扩展应用[J].价值工程，2010(08).

[2]俞庆.低压电力线载波通信技术的研究及应用[J].电力系统通信，2002(01).

[3]许永康.RS-232转RS-485网络的通信[J].微计算机信息，2007(10).

载波通讯设备 第5篇

北京中宸泓昌于2012年10月份完成了无线载波双通道抄表方案实验室模拟测试阶段, 为进一步测试无线载波双通道抄表方案的运行性能, 特向鄂州供电公司申请了台区进行现场实际运行测试。本次现场测试主要围绕抄表成功率, 抄表速率两个方面进行, 技术人员不定时监控采集系统的抄表成功率 (漏抄率) , 随机选取部分电表进行实时点抄以及现场监控每轮抄表完成所需时间来收集相关数据以达到现场测控目的。

2 试点台区应用实验情况

2.1 实验环境

高速路口台区地处鄂州市武黄高速庙岭路口, 此地是鄂州与武汉交界地区段, 该台区用户负荷较大, 供电半径长, 用电环境很复杂。共安装无线载波双通道电表端通信模块469块 (单相表模块435块, 三相表模块33块) , 集中器端双信道模块1块, 于2013年11月14日安装完毕, 2013年11月15日开始上线投运。台区拓扑图: (如图1)

2.2 实验方法

技术人员对该台区的路由信息并结合该台区环境现场环境分析, 该台区地处高速路口附近, 变压器位于台区边缘, 面向高速路口收费站, 变压器右侧建筑物密度很大, 左侧马路两边分布着商铺和汽车修理厂等大功率用户, 台区用电环境非常复杂, 导致集中器与智能表之间通信非常困难。例如, 马路对面的汽车修理厂与变压器的直线距离约200米, 但是线路走线距离约500米左右, 集中器直接用载波信道跟汽车修理厂的电表进行通讯, 由于走线过长, 载波信道通信成功率不高, 变压器与汽车修理厂之间只隔了一条马路, 中间地带空旷没有遮挡物, 直线距离只有200米, 无线信道完全可以直接通信。楼群中建筑物密集, 缩短了无线通信的距离, 楼群中1层为底商, 各种大功率设备对电力线载波信号衰减, 载波通信距离变短。通过统计对组网数据分析, 楼群中无线和电力线载波互相接力互相中继, 我们通过分析数据发现, 4#和11#楼上一级和下一级中继, 全部使用了无线通信, 现场勘查发现11号楼的楼道内安装了一个有线电视放大器, 放大器直接在主干线上接电, 通过测试发现有线电视放大器对电网产生了很强的谐波, 对电力线载波信号的干扰很大, 同时我们有线电视放大器进行分析, 发现这个放大器没有进行接地处理, 放大器产生的谐波直接馈送到了电力线上。

技术人员不定时从主站系统监控查看台区的抄表情况, 与更换双信道模块之前的台区数据作对比, 抄表情况记录在表3、表4中。系统主站添加抄表档案469户, 该台区安装我司模块数量469户, 11月20日抄表成功率达到100%。

11月26日主站显示漏抄1块电表技术人员11月27日到达现场排查漏抄原因, 当日抄表成功率为100%, 连续观察几天未出现漏抄情况。12月2日漏抄4块电表, 技术人员到现场排查发现, 集中器端本地通讯模块上的天线损坏, 吸盘天线跌落到地上, 天线连接线与吸盘分离, 故造成无线信道无法正常工作。对天线的损坏原因进行分析, 天线吸盘太大, 由于没有安装到合适的位置, 坠落后天线连接线损坏。情况发生突然, 当时没有可以替换的备品天线, 临时对损坏天线进行手工连接, 等待公司快递新的天线到达, 再做更换处理。12月9日漏抄5块电表, 到现场排查发现手工连接的天线出现松动, 当日更换了小吸盘的螺旋天线后, 该台区抄表情况恢复正常, 抄表成功率100%。12月12日漏抄3块电表, 我司技术人员到现场排查, 和该台区的负责人确认后得知, 该台区更换了3块新的智能电表, 由于要走流程新换的3块电表还没有同步到抄表档案中。

2.3 实验过程记录

通过现场安装、调试、维护后该台区运行稳定, 对该台区双信道抄表路径, 抄表时间, 网络拓扑结构做了相应分析, 分析数据如表1所示。

结合表备注3和表备注4中的数据对比更换双信道模块前后的抄表情况, 更换双信道模块之前, 连续5天对该台区的抄表情况进行统计, 抄表成功率只有90%, 该台区更换为双信道模块后, 对该台区的抄表情况进行统计, 连续多天该台区抄表成功率到达100%, 对比表备注3和表备注4中的数据可以看出更换双信道模块后, 台区的抄表成功率和抄表效率大幅度提高。这样的实验结果可以很好的说明, 双信道通信模块方案更能适应复杂环境中的抄表。

3 实验结果

高速路口台区安装469块智能电表, 该台区用户负荷较大, 供电半径长, 用电环境很复杂。更换为双信道模块前该台区的抄表成功率只有90%, 更换为双信道模块后抄表成功率达到100%, 抄表完成时间3个半小时左右, 说明双信道方案在复杂环境的应用更有优势。

4 结语

通过对双信道通信方案的可行性、性能、优势此3个阶段的现场试验可以说明, 密集的建筑物群和铁质材料对无线信号有很大的衰减, 无线信道在这样的环境下使用略显不足。电力线上的大功率用电设备等干扰源对载波信道有很大的干扰作用, 载波信道在这样的环境下使用也略显不足。载波信道无线载波通信模块具有窄带电力线载波和微功率无线两个信道的通信能力, 兼具了窄带电力线载波和微功率无线两种通信方式各自的优点, 信道之间互相独立并行工作, 同时又相互协作, 互相补充, 发挥出各自信道的优势, 有效地保证了系统通讯的畅通, 实现高实抄率和高准确率。无线载波双信道通信方案在实际抄表中, 抄表效率达到设计需求, 能在较短时间内完成抄表任务。相对单信道通讯方式来说, 无线载波模块不仅在抄表成功率上有了很大提高, 而且在抄表效率上也有了一定的保障。目前看来, 达到了设计的预期效果。通过现场的实际验证, 确定双信道方案的可行性, 希望能逐步扩大双信道方案的试点规模, 使双信道方案逐步得到认可, 并且能够为实际工作带来效益, 为智能电表全覆、全采集、全费控提供坚实的技术基础。在测试的过程中也发现了几点我们需要改进的地方, 具体如下:

(1) 现场测试的过程中发现, 集中器本地通讯模块的天线吸盘太大, 连接线较细, 天线安装过程中坠落容易损坏, 后期将更换为小吸盘, 连接线相对较粗, 坠落不宜损坏的天线。 (2) 调整模块的结构和布局, 降低模块成本以便适合后期大规模生产。 (3) 在现场安装时, 有双信道模块与智能电表的通讯模块安装卡槽尺寸不太匹配的情况, 给现场安装带来了一定困难, 后期将对双信道模块的外壳进行调整, 以便兼容更多电表厂家的电表。

摘要：电能计量集抄系统是一种将电能计量数据自动采集、传输和处理的系统, 它克服了传统的人工抄表模式效率低, 容易出错的缺点, 不仅提高了工作效率, 更推进了智能电表的信息化的发展。当前用电采集系统集中器和智能电表之间主要是采用窄带电力线载波和微功率无线两种通信方式, 用电采集系统对信道通讯可靠性要求越来越高, 因此我们研发了基于窄带电力线载波和微功率无线的双信道通信方案--无线载波通信模块。无线载波通信模块具有窄带电力线载波和微功率无线两个信道的通信能力, 兼具了窄带电力线载波和微功率无线两种通信方式各自的优点, 信道之间互相独立并行工作, 同时又相互协作, 互相补充, 发挥出各自信道的优势, 有效地保证了系统通讯的畅通, 实现高实抄率和高准确率。

一种单片机载波扩频通讯系统的研制 第6篇

1、系统的硬件设计

载波信号一般所经过的路线是首先通过耦合器、带通滤波器及第一级放大器后, 所得到的信号先通过数据处理后送给SC1128芯片进行读值, 经过信号再次处理后再通过功率放大器和耦合器进行信号处理, 最后发送至电力线上, 最终实现电力线上信号的的发送和接收。硬件系统设计如图1所示。

1.1 电路原理图设计

(1) 耦合电路部分设计。耦合电路的作用是进行为载波信号的输出和输入提供通道通, 在功能上可以实现220V/50Hz的工频信号的阻止。在进行设计此电路时需考虑220V的线路侧阻抗, 图中T1为信号耦合变压器, 220V线路侧阻抗一般取3~30Ω。根据这些要求再次确定所需要线圈初始匝数比或者阻抗比。再确定所设计的与功率放大器相配的输出电阻。

(2) 滤波器电路设计。所用的滤波器为带通式的。作用不仅仅是过滤带通滤波器的外部杂波滤掉, 而且还保持了前后的值的匹配性, 这样才能使信号顺利的传递。滤波电路图如图3所示, 设计要求是:数据速率要达到1Kbps, 并且是四周波调制, 载频为250KHz, 频带范围是100KHz (200—300KHz) 。

(3) 信号放大器电路设计。所设计的电路信号放大倍数是75倍, 并且保证进行过滤后的信号不出现失真情况, 可以实现增益30dB以上。在这个阶段主要实现小信号的放大, 对小信号放大之后的信号就直接进入SC1128的内部, 实现信号的继续放大。此电路的设计具有自动控制信号增益的功能, 如果所接收的信号比较强烈, 那么在电路里面的晶体管就会实现降低增益的作用。增益放大电路如图4所示。

(4) 功率放大器电路设计。此电路的作用是把SC1128芯片的24脚作为高压输与功率输出的转换端。此电路的输入电流应该在4mA一下, 电压在3V以上。功率放大器在此时作为一个开关来使用, 一般情况下, 功率放大器的正常发射信号的时间很短, 因此, 对于所选择的三极管的参数非常重要, 尤其是功率参数。其功率放大电路如图5所示。

1.2 SC1128与微控制器接口

在本设计中我们选用已经普及的51系列单片机。因本系统设计较小, 不需要太多的口线, 采用高档系列单片机显得不够经济。故采用AT89C2051即可满足系统的设计要求, 又比较经济, 达到很高的性价比。

SC1128芯片与AT89C2051的接口电路如图6所示。

2、系统的软件部分设计

所涉及的软件部分的协议为设计载频FC为250KHZ, 四周波调相, 数据传输速率1.5KBP, 捕获门限值为2680。系统流程图如图7所示。

3、结语

由于电力线在使用当中具有电力阻抗的不确定性, 并且对外界信号的干扰抵抗能力比较弱、信号在传递的时候衰减性比较强, 基于以上情况本设计采用SC1128芯片式典礼在破扩频数据传输, 能够实现一对一的通讯, 此种设计能够克服以往所出现的缺点, 取得了良好的信号传输效果。

参考文献

[1]李雷, 刘建伟.基于SC1128的网络家电通信系统研究.大众科技报, 2006, (7) .

[2]曹洪亮.适用于扩频通信的宽带功率放大器的设计.现代电信科技, 2006, (8) .

载波通讯设备 第7篇

针对如何提高路由分析和网络流量分析水平、在IP化趋势下提升网络优化能力的问题, 记者日前采访了在路由分析、网络流量分析方面有丰富经验的美国百科帝 (Packet Design) 公司的首席技术官Cengiz Alaettinoglu博士。

Cengiz博士介绍, 在采用动态路由协议的网络中, 是路由协议自动地为所有流量做出路径选择, 任何路由器或链路的状态变化, 均能改变当前的路由拓扑, 使管理人员失去对路由的控制和掌握能力, 这样一来, 一个大型、复杂的、有着成百上千种可能的路由拓扑结构的网络, 一旦网络发生了问题, 网优人员必须立刻知道网络拓扑结构中哪个环节发生了问题, 并在成百上千的路由中找出故障所在, 并了解受到影响的流量在发生故障时流经哪些路径, 才能采取相应的措施快速排除故障。而此时, 借助强大的优化工具, 是更为有效得选择。

此前, 业界还没有任何工具可以对整个网络范围内动态的路由和流量的状况进行实时地观察。针对此, 百科帝创建了一种全新方案, 称为路由/流量分析技术, 以非常巧妙的方法实现全网范围的实时、动态的3层路由和流量管理。针对运营商和大型企业的网络, 路由分析和流量分析这两种之前认为截然不同的管理技术融合在一起, 能让网优人员实时监测全网络路由和流量行为的视图, 该功能在以前是无法实现的。

Cengiz博士称, 百科帝研发的流量分析仪是业界惟一能实现全网流量分析的工具, 利用业界领先的路由分析平台所提供的实时网络拓扑信息, 扩展了传统的流量分析方法并超越了以接口为中心的报告模式, 提供了网络内所有流量的端到端可见性, 而且它无需广泛部署探测器, 也不增加轮询技术引入的额外开销。工程师可以在与实际网络完全相同的环境中交互式地模拟网络活动, 动态的流量信息可以叠加在实时的、第3层的拓扑逻辑图上。流量分析仪的全网流量综合视图能为工程师和操作员提供一个全网行为实时视图, 同时能为任何机构提供重要的网络基本状况信息。该产品具有前所未有的对整个网络的洞察性:它能分析故障根源;精确模拟真实网络环境下的网络变化;拥有Peering流量分析和模拟;能够预测并规划全网的容量需求;进行高性能低成本的全面优化;使网络防患于未然, 而不是被动响应;提供灵活的网络使用记录;减少日常维护这一网络故障的主要来源。

载波通讯设备 第8篇

关键词：RTD硬切换,Hashing算法,ChannelList (CL) ,Paging Channel

随着CDMA网络的不断发展, 网络对于容量的需求越来越大, 需要升级为多载波的基站越来越多, 如何最大程度地节约升级成本, 最大限度地利用升级后闲置的单载波, 是我们必须认真思考的问题;多载波对通信质量有一定的影响且切换成功率比较难以保证, 因此在实际网络优化过程中, 必须对多载波进行良好的控制和优化, 保证多载波覆盖区域及边界切换的通信质量。下面以北电的设备、双载波 (283、201频点) 为例, 浅析一下在日常工作中利用单载波组成双载波配置方式及单、双载波边界寻

呼方式的注意事项。

1 升级双载波的硬件组成

1.1 把单载波模块直接更换成双载波模块 (如图1)

这是比较常见的做法, 这里不再一一叙述。

1.2 利用闲置单载波模块, 来组成双载波 (如图2)

1.2.1 硬件架构

北电CDMA基站一套中央数字处理模块最多可以连接6套射频模块组。标准的北电METROCELL基站机柜只能安装3套SFRM模块组, 如果想进行升级, 必须通过利用扩展机柜再加装三套SFRM模块, 则可以将原有单载波基站配置成双载波三扇区, 也根据网络应用环境灵活运用, 进行其它配置。在本文中, 我们只讨论单载波三扇区基站扩容为双载波三扇区的应用

利用闲置的单载波模块SFRM进行载波扩容时, 需将由不同SFRM模块提供的不同频率的载波功率利用合路器输送到同一扇区的天线进行发射, 因此每个扇区的扩容需额外增加一套合路器, 完成一个单载波三扇区基站扩容为双载波三扇区基站。

扩容基站的硬件连接如下图所示, 在硬件安装过程中, 应注意以下几个问题:

扩展机柜的三套SFRM模块组用多模光纤与基站数字处理模块组中的CORE卡进行连接, 一般情况下, 基站机柜原配的三套SFRM模块与CORE卡的第一、二、三个端口连接, 扩展柜中的三套SFRM模块分别与CORE卡的第四、五、六端口进行连接。

为保证同一扇区的多个载波覆盖方向的严格相同, 需将分别对同一扇区提供不同载波的SFRM模块的发射端口和分集接收端口经过合路器分别耦合到同一副发射天线和分集接收天线, 如果用功分器替代合路器也可以达到上述目的, 但由于功分器引入的额外插损在节约成本的同时却牺牲相当一部分扇区功率资源。

图3为扩容基站安装图:

1.2.2 基站数据配置

与利用北电多载波射频模块组MFRM进行载波扩容相比, 利用SFEM进行载波扩容时, 同一逻辑小区的两个不同频率的载波容量分别由两个不同的SFRM模块尽心提供, 因此, 在进行基站数据配置时, 需注意以下几个问题:

通常将基站原配的3个扇区的射频模块组定义为RFM1、RFM2、RFM3, 因此我们建议将扩展机柜中的3套射频模块分别定义为RFM4、RFM5、RFM6, 基站射频模块配置如下所示。修改每个RFM的RFMNumber属性参数, 定义每个射频模块组与CORE卡连接的端口号, 使每个射频模块组与基站数字处理模块进行关联。参数配置如图4所示。

一般情况下分别将RFM1与RFM4、RFM2与RFM5、RFM3与RFM6分别做为第一、二、三扇区物理载波资源的硬件提供者, 修改RadioSector的Sectorid属性参数, 定义相应单载波模块组所属的逻辑扇区;修改RadioSector的TxPowerDistribution_CDMA_FREQ参数, 定义相应单载波模块组的工作频率 (是工作于283载频, 还是工作于201载频) 。与MFRM不同, SFRM只能工作于一个载频, 因此只能定义它是工作于283载频, 还是201载频。在本例中, RFM1、RFM2、RFM3工作283载频, 分别为每个扇区提供283载频的功率资源, RFM4、RFM5、RFM6则工作于201载频, 分别为每个扇区提供201载频的功率资源。

修改不同逻辑小区的P o w e r M a n a g m e n t的RFMNumber属性参数, 定义每个逻辑小区的载频功率是由哪套射频模块提供, 将每个逻辑小区与相应的硬件射频模块进行关联。

完成以上参数的修改与配置, 一个单载波三扇区基站就顺利扩容为双载波三扇区基站, 利用闲置设备的重新利用, 满足了网络发展的需要。

2 单、双载波边界区域的寻呼方式优化

在目前的多载频CDMA网络中, 选用恰当的终端守候方式, 主要是解决空中寻呼信道 (PCH) 资源紧张的问题。寻呼信道的资源占用包括移动终端的寻呼、注册、位置更新等消息内容和短信息的消息内容2个方面。可见, 终端的数量以及用户的短信息量都将直接影响PCH的使用情况。

(1) 根据终端类型 (Servers Option) 分配终端根据终端类型分配需要, 在基本频点 (如283频点) 的寻呼信道中增加扩展信道列表信息 (Extend CDMA Channel List Message) 。IS-95A终端无法识别扩展信道列表, 所以只能按照基本信道列表信息 (CDMA Channel List Message) 提供的频点 (如283频点) 守候;1x终端则忽略基本信道列表信息, 根据扩展信道列表信息进行定向, 从而指配到相应的1x载频 (如201频点) 守候, 这样便能达到使不同类型的终端守候在不同载频上的目的。

(2) 采用HASHING算法分配终端

对双载波与单载波覆盖交界区, 下面主要从CELLTYPE (包括standard、border、beacon、ehho我们只讲前两种) 、ChannelList (CL) 、PAGEFREQ、BORDER_TARGET (硬切换的目的小区) 、BRPRTDT (硬切换的距离) 等参数来来简单阐述一下。下面是一个典型的单载波和双载波的边界区域 (如图5) 。

2.1 MC800BTS2180的配置方式:双载波连续覆盖核心区, 分载波寻呼 (如图6)

当手机在空闲模式下, 从只有一个载频的扇区 (283) 移动到双载频的 (283+201) 扇区, 会监听到paging channel的ChannelList message中包含了两个频点.手机会运用Hashing算法, 决定它是应该监听哪一个频点的Paging Channel.Hashing算法是通过手机的ESN号来计算的, 手机停留在283或201的几率为50/50%。

MC800BTS2180周围全为双载波基站, 在这种配置下, 由于CELLTYPE定义为standard, 不会触发硬切换。在这个区域中, 空闲模式下的手机将根据自己的ESN号码由Hashing算法确定监听哪一个频点的Paging Channel。这里需要注意的一点就是283频点与201频点的CL填写顺序一定要一致。手机只会去监听第几个频点 (1或者2) , 而不会去分辨是283还是201频点。如出现如图7的配置。

以呼叫结束为例, 手机重新搜索283频点, 会从paging channel听到ChannelList message中包含了两个频点, 根据Hashing算法, 应该去监听第一个频点Paging Channel的则完全没有问题。如果应该是去监听第二个频点的Paging Channel的, 那么手机在201频点下, 同样根据Hashing算法, 也应该是去监听第二个频点的Paging Channel的, 这样手机就又回到283频点。然后又重复了上述过程, 这时手机在283和201之间来回切换, 不断脱网。

2.2 MC800BTS2128第一、三扇区的配置方式:双载波与单载波覆盖的交界区域 (如图8)

由于CL中只有283的信息, 在这片双载波覆盖区域内开机的手机用户将只会监听283的Paging Channel信息。同时, 在基站MC800BTS2180覆盖区域内开机监听201Paging Channel信息的空闲模式下手机, 一旦切换过来后, 也会去监听283 Paging Channel信息, 不会一直呆在201频点上。

在MC800BTS2128第一、三扇区覆盖区域中, 空闲模式下的手机只能监听283频点的Paging Channel, 尽量避免了双载波与单载波覆盖的重叠地区空闲模式下的手机在283和201频点间反复同步的情况。

2.3 MC800BTS2128第二扇区的配置方式:双载波与单载波覆盖的缓冲区域 (如图9)

这片区域中的大部分区域内, 空闲手机将会只监听283频点的Paging Channel, 而在与Core区信号重叠的地方, 若在基站MC800BTS2180开机监听201频点的Paging Channel, 由于这片区域内小区的Channel List (_CL) = (283, 201) , 手机则继续保持在201频点上, 直到进入MC800BTS2128第一、三扇区后才切换到283频点。从而避免了不同参数配置的不同信号重叠覆盖区域内产生频点间反复同步情况的发生。

2.4 MC800BTS2192的配置方式:单载波覆盖区 (如图10)

空闲模式下的手机只能监听283频点的Paging Channel。

3 结束语

多载波优化包括很多的方面如硬切换、MCTA算法等等, 这里不再一一陈述, 希望这篇文章可以起到抛砖引玉的作用, 分析中难免会有不对之处, 恳请给予指正。

参考文献

[1]杨大成等编著.cdma2000技术, 北京邮电大学出版社出版, 2000年11月

[2]Jhong Sam Lee Leonard E.Miller著.许希斌, 周世东, 赵明, 李刚译.CDMA系统工程手册, 人民邮电出版社

载波通讯设备 第9篇

关键词：数码载波控制模块 采煤机负荷电缆 采煤机 应用

中图分类号：TN914 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（b）-0062-01

目前我公司生产矿井所使用的采煤机控制开停方式，主要是通过负荷线中的控制线，来实现磁力启动器的启动与停止控制采煤机。但在生产实践中，采煤机电缆在电缆槽中往复的弯曲拖拉，经常会出现电缆线中的控制线橡套绝缘被损坏，造成电缆中的控制线漏电或短路，使采煤机的控制系统出现故障，此故障点查找困难、维修不便，严重影响了采煤机的正常工作，时常造成停产事故，给安全生产工作带来不便，针对上述问题，该研究者利用数码载波控制模块来控制采煤机的启动与停止，实现了采煤机远距离控制不安装控制线的要求，解决了采煤机控制线故障点难以查找且更换频繁的难题。

1 数码载波控制模块机理和特性

1.1 工作原理

数码载波控制模块由发信模块（装在采煤机内）和收信模块（装采煤机开关内）成对构成，在采煤机开关未吸合时，开关内36 V给收信模块提供电流，收信模块向采煤机负荷电缆二相间送出源频载波信号，装在采煤机内的发信模块从负荷电缆中获得“信源”后变频为数码载波返回负荷电缆，其数码特性是由采煤机控制按钮的开闭状态决定，收信模块从负荷电缆收到这个数码载波信号经解码后，对应指令驱动各自执行继电器，从而达到远方载波控制目的，采煤机开关吸合期间，收信模块内信源自动停发，发信模块靠动力电维持发码。

1.2 结构原理图

1.3 使用条件

（1）海拔高度不低于2000 m以内。（2）周围空气温度-5℃～40℃。（3）周围空气湿度不大于98%（25℃）。（4）电源电压波动范围85%～110%。

1.4 主要技术参数

（1）数码调制载波频点：125 kHz或170 kHz。（2）实用传输距离：不小于800 m。（3）收信模块供电电压额定值36 V～42 VAC。（4）收信模块最大功耗≤4 W。（5）收信模块执行控制能力≥2 A/42 AC。（6）信号（相间）工频电压额定值660 V/1140 V/3300 V三种。（7）信号（高压）端与控制低压端之间耐压≥4.2 kV（额定值1140 V）；≥8 kV（额定值3300 V）。（8）模块最大外形尺寸/单体重量额定值660及1140 V≤30X80X80 mm。

1.5 技术特性

（1）数码传送、不怕干扰、免电池、免维护、长寿命。（2）独立模块化结构、体积轻小、所有功能含在烟盒略大的成对模块内，直接安装相关设备主腔内，成为开关配件之一。（3）接线简单，直接与开关腔内高压及控制回路连接，快插式端子改换只需几秒钟。（4）智能型全独立控制接口，可兼容各种采煤机，不同型号开关，不同控制方式。（5）有明确的工况显示，不但便于模块自检，还大大方便工作面电气设备检修。（6）模块配有强磁式自吸底座，可在井下现场简单快速装在采煤机和开关隔爆腔内适当空位。

1.6 安装接线方式

（1）发信模块应安装在采煤机电控腔、如采煤机电控腔无动力高压端子，也可以装在接线腔。（2）收信模块原则上应安装在启动器的隔爆主腔。也可装在接线腔，方便高低压连接。（3）模块安装角度无要求，插入高低插头后高低压放电和爬电距离也要能满足安全要求。

（4）模块强磁底座要吸在隔爆内腔铁板上，注意勿吸在电机壳体上，以免升温影响载波工作。（5）用模块后采煤机控制按钮上原来的控制芯线必须彻底拆除，否则模块窜入外电压损坏。（6）实用开关直流操作回路的，远方二极管要在采煤机内短接，同时在收信模块的继电器出口回路串用二极管。

1.7 应用效果

（1）消除采煤机负荷电缆控制线频繁故障，有利于高产高效。（2）用4芯电缆取代7～11芯电缆，降低材料成本。（3）解决工作面采煤机控制线难以维护的困扰。（4）自动化程度高，环境适应性强，安装、使用、维护简单方便。

2 数码载波控制模块安装投入使用后的经济分析

模块投入使用后，通过一年两个综采工作面的实践证明，没有影响采煤机的正常工作，杜绝了频繁更换采煤机负荷电缆线，降低了工人的劳动强度和事故影响时间，提高了开机率，促进了安全生产。

参考文献

[1]阮国强，张建.数码载波控制在采煤机上的应用[J].山东煤炭科技，2012（4）：95.

载波聚合技术的研究 第10篇

从LTE到LTE-Advanced系统的演进过程中，更宽频谱的需求将确实是影响演进的最重要因素，为此3GPP中提出了载波聚合技术。它可以很好地将多个载波聚合成一个更宽的频谱，同时也可以把一些不连续的频谱碎片聚合到一起。载波聚合技术还能很好地满足LTE和LTE-Advanced系统频谱兼容性的要求，可以重复使用LTE Rel-8的解决方案，这样不仅能加速标准化进程，而且能够最大限度的利用现有的LTE装置。

2 载波聚合方式。

多载波聚合分为连续载波聚合和非连续载波聚合。非连续载波聚合也叫频谱聚合。它很难用一个RF接收机和一次FFT就支持不同频带，所以UE有多个RF接收机和多次FFT。非连续载波聚合的可行性很大程度上依赖于频谱的位置和大小，建议的方法是在RANI中对连续和非连续聚合采用不可知结构，在RAN4中定义可能的非连续操作。连续载波聚合可以简化eNede B和UE的配置，UE有一个RF接收机和一次FFT。与不连续的载波聚合相比，连续的载波聚合可以提供很简单的后向兼容性和较小的标准化方面的改动。

3 传输块映射。

为了支持载波的聚合，传输块在聚合后在载波上的映射也将是载波聚合技术实现的关键。单一的数据流需要在一些节点上被分到不同的载波上，需要考虑载波聚合是在物理层还是MAC层进行。

(1）如果在MAC层聚合，则每个参与聚合的载波都传输独立的传输块，这样每个载波需要独立的进行各种物理过程，如调度、链路自适应、MIMO秩自适应和HARQ操作。单一的数据流在某些点上被分到不同的载波上，载波上数据流的聚合是在MAC层完成的。其中，每个载波都是独立设计的，对MAC层和RLC层的改动也小，每个载波的处理复杂度较低。

(2）如果在物理层聚合，则可以将多个载波都包括在一个大的传输块中，并可以对多个载波进行统一的物理过程，如调度、MIMO秩自适应。链路自适应和HARQ操作。每个载波的物理层结构需要进行一些重新设计，这样可能会影响数据流到MAC层的时间，对MAC层和RLC层也有一定的影响，需要考虑对兼容性的影响。

4 控制信道设计

控制信道的设计是LTE-Advanced系统的一个重要部分。在设计过程中，需要考虑到系统实现的复杂度以及与系统的前后向兼容等因素，它的设计模式优劣会直接影响到载波聚合技术在LTE-Advanced系统中的应用。在相关文献中，爱立信和摩托罗拉提出了几种可选的控制信道设计模式：

(1）独立控制信道设计模式，每个控制信道跟对应的数据信道在同一个载波上，图中不同的颜色代表不同载波的控制信道，信道中控制信息采用独立编码的方式，只能控制对应载波上的数据流的传输。

(2）控制信道横跨聚合后的全部带宽，通过联合编码的方式对所有载波的信息进行统一联合编码，联合编码后的信息分布在所有的载波上传输。

5 调度结构

载波聚合技术可以将多个载波联合起来使用，同时也能将用户在多个载波上进行调度。好的调度算法可以有效地提高系统吞吐量，减少传输时延。多载波调度问题既是载波聚合技术在LTE-Advanced系统应用的一个挑战也是提高系统性能的关键。本文主要介绍载波聚合在LTE平台中实现的调度器的设计。在单个载波的情况下，系统的调度器使用原平台中传统的OFDMA系统的多载波调度。在聚合后两个载波的情况下，我们可以根据在调度器输入端用户队列的情况分为两类：联合队列调度和独立队列调度。

(1）联合队列联合调度。在联合队列调度结构中，由于业务可以在多个载波上同时进行传输，因此只需要一个调度器。一级调度器的功能：把收到的所有用户的IP包根据用户包的队列长度和所处的信道状态映射到组合载波中的资源块RB。在联合队列调度中，用户信息在多个载波间是相互联系的，调度器对各个频带上的无线资源进行统一的管理和优化，提高了资源的利用率。同时还可以带来更大多用户间的分集增益，更好地提高载波间的频率选择性增益，从而提高系统的吞吐量，保证了用户间的公平性和系统的稳定性。

(2）独立队列独立调度。独立队列调度器包括两级调度器，一级调度器和二级调度器。其中一级调度器功能：当去往移动台的业务包到达基站时，调度器为该业务包选择传输的频带。一级调度器以用户在不同载波上的数据队列长度为业务包的分配准则。二级调度器功能：把收到的不同用户待传输的数据映射到资源块RB上。二级调度器根据用户瞬时队列长度和所处的瞬时信道状况来分配RB。与单频带系统相比，增加了一个业务包调度器。

6 载波聚合技术待解决的问题

与物理层/MAC层/RLC层的飞速进展相比，LTE-Advanced系统在载波聚合控制信道的研究工作进展较慢，合理的设计聚合载波的控制信道和信令，特别是聚合后多载波CQI反馈问题，同时降低开销是控制信道设计中需要解决的重要问题。相邻小区要通过广播或者特定信号通知用户终端本小区的剩余频率资源和载波配置情况，只有在相邻小区有足够频率资源的前提下，用户终端才进行切换，因此，采用多载波聚合技术，LTE-Advanced系统需要解决切换机制及相应的资源分配等问题。

为了保证小区覆盖和良好的系统性能，LTE-Advanced系统需要聚合不同频段的载波。如果聚合高频载波和低频载波，LTE-A系统需要考虑到不同频段的无线电波的传播特性和覆盖能力以及跨频段载波调度和相关的功率控制等问题，除此之外，LTE-Advanced系统还需要解决用户终端的空闲资源搜索和耗电等问题

参考文献

[1]沈嘉, 索士强, 全海洋.3GPP长期演进 (LTE) 技术原理与系统设计[M].北京:人民邮电出版社, 2008

[2]曹亘, 张欣, 郑瑞明.LTE-Advanced系统中的多载波聚合技术[J].现代电信科技, 2009, 2 (39) :48～51