双模通信技术规范采集器模块技术规范0105Word格式文档下载.docx

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系统的工作频率为：

470MHz～510MHz。

4.2.2调制方式

调制是指把基带信号的变化规律，转变为射频载波信号的幅度、频域或相位等变化规律的过程。

本条规定调制方式使用FSK（FrequencyShiftKeying），用两个频率特征信号分别代表二进制的0和1。

为了减小调制信号的带外频率分量，改善信号频率，基带信号采用高斯滤波（GFSK）的方式，高斯滤波器的BT值，取BT=0.5。

表1　GFSK符号编码

符号

编码

“0”

f0-Δf

“1”

f0+Δf

4.2.3调制频率偏差

调制信号的频率相对于载波频率的摆动幅度值，频率偏差值为25±

5kHz。

4.2.4信道带宽

在4.2.3节定义的频率偏差之下，信道带宽小于100kHz。

4.2.5码流发送顺序

码流发送的顺序定义为：

低码位在前，高码位在后。

4.2.6数据调制

如错误!

未找到引用源。

，来自PPDUPPDU（PHYProtocalDataUnit:

物理层协议数据单元）的二进制码流先进行白化（DataWhiting）处理，白化处理后进入GFSK调制器进行调制，GFSK调制器输出对应的调制信号。

图1　数据调制白化处理

4.2.7信道分配

通信信道定义在471MHz～486MHz频段。

这些信道的中心频率的定义如下:

共有33个信道组，每个信道组有两个信道。

把信道组分成两类：

0号信道组为一类，用且仅用于组网维护（组网信道组）；

1到32信道组为一类，用于抄表等应用（工作信道组）。

具体划分见表2　：

表2　信道分配列表

信道组号

信道0

（MHz）

信道1

476.3

484.7

17

474.7

482.5

1

471.5

479.3

18

474.9

482.7

2

471.7

479.5

19

475.1

482.9

3

471.9

479.7

20

475.3

483.1

4

472.1

479.9

21

475.5

483.3

5

472.3

480.1

22

475.7

483.5

6

472.5

480.3

23

475.9

483.7

7

472.7

480.5

24

476.1

483.9

8

472.9

480.7

25

476.5

484.1

9

473.1

480.9

26

476.7

484.3

10

473.3

481.1

27

476.9

484.5

11

473.5

481.3

28

477.1

484.9

12

473.7

481.5

29

477.3

485.1

13

473.9

481.7

30

477.5

485.3

14

474.1

481.9

31

477.7

485.5

15

474.3

482.1

32

477.9

485.7

16

474.5

482.3

4.2.8信道切换时间

信道切换时间定义了发射器及接收器在一个信道频率切换到另外一个信道频率的时间（包括一些必须的设置时间），信道切换时间应≤500us。

4.2.9射频输出功率

射频输出功率是指天线辐射的功率（e.r.p）,不大于50mW（17dBm）。

4.2.10带外杂散辐射

用特征频率调制时，在除载频和由于正常调制、切换瞬态引起的边带以及邻道以外离散频率上的辐射的功率限值，带外杂散辐射发射限值应低于-36dBm。

4.3通用无线电规范

4.3.1发射器占用周期

传输数据时，发射器占用空中信道时间应≤500ms。

4.3.2空中码元速率

空中码元速率是指射频信号在空中传输的速率，空中码元速率=10kbps，误差≤0.05%。

4.3.3接收机灵敏度

接收机能够可靠解调的最小信号强度，在使得接收器的接收误码率≤0.1%时，解调门限值应低于-106dbm。

4.3.4接收器抗干扰抑制

接收器在对于邻近信道干扰的抑制比为24dB。

4.3.5发送到接收转换时间

发送到接收转换时间应≤500us。

4.3.6接收到发送转换时间

接收到发送转换时间应≤500us。

4.3.7发射中心频率容差

发射特征频率偏离参考频率的最大允许偏差值，发射中心频率容差范围应≤±

20ppm。

4.3.8接收信号强度指示器

RSSI测量值用一个字节表示，表示出RF信号场强,表达范围：

-120dbm~-40dbm（信号源直接输入时），测量范围：

-110dbm~-50dbm（信号源直接输入时），误差容限±

3db。

●场强小于等于-110dbm时,RSSI值都为110;

●场强大于-110dbm且小于-50dbm时，RSSI值为场强值的绝对值，例如场强-96dbm,RSSI值为96；

●场强大于等于-50dbm时,RSSI值都为50。

接收信号的强度指示如图一所示：

图一接收信号的强度指示

4.3.9空闲信道评估

空闲信道评估用来指示当前信号是否处于空闲状态，空闲信道评估必须射频收发机处于接收状态下进行，RSSI的测量时间在10kbps速率下应该在300us以上，RSSI判断的门限值定义为-96dBm。

检测模式：

无线能量检测（ED），在一个信道上检测空中的任何无线能量超过RSSI门限，则当前检测的信道为忙。

参考Q/GDW11016-2013《电力用户用电信息采集系统通信协议第4部分：

微功率无线通信数据传输协议》相关的章节。

载波通信：

中心频率需在9KHz~500KHz规定的范围。

4.4载波物理层要求和定义

4.4.1接收灵敏度

4.4.1.1白噪声条件下解调门限信噪比

各速率下白噪声解调门限信噪比（db）

通信速率

小于1kbps

1kbps~5kbps

大于5kbps

信噪比

15dB

18dB

21dB

……

4.4.1.2接收灵敏度

各速率灵敏度（dBμV）

接收电平

35dBuV

38dBuV

41dBuV

4.4.2调制方式

可选择FSK、PSK、OFDM三种调制方式之一。

4.4.4码元速率

码元速率不低于150波特。

4.5通用载波规范

4.5.1载波设备功率消耗

单相载波电能表用通信单元处于发射状态时，功耗应不大于1.5W。

三相载波电能表用通信单元处于发射状态时，功耗应不大于2.5W。

采集器:

守候状态，视在功率不大于5VA,有功功率不大于1.2W.传输状态下消耗的视在功率不大于10VA,有功功率不大于3W。

厂站电能采集终端：

在守候状态（非通信状态）下的机架式终端视在功率消耗应不大于30VA，有功功率消耗不大于15W，在守候状态（非通信状态）下壁挂式终端功率消耗应不大于20VA，有功功率消耗不大于10W。

4.5.2输出信号电平限值

电平测量均在GB/T6113.102-2008中第4章和附录A的50Ω/50uH+5Ω（9kHz～150kHz）和50Ω/50Uh（>

150kHz）的V型人工电源网络。

4.5.3带外传导骚扰电平

带外传导骚扰电平见表3

表3带外传导骚扰电平限值

4.6　双模通信功能

采集器双模通信节点是从节点，在收到主节点的命令时完成对应的操作。

根据主节点的命令，协同主节点完成微功率无线的组网、载波通信组网和双模的混合组网。

4.7　功能要求

台区信号的发送功能：

收到集中器双模主模块的命令后，指定的三相电表双模节点发送台区定位信息。

微功率无线协同组网：

按照微功率通信协议进行组网。

载波通信协同组网：

响应集中器主模块的载波组网命令。

微功率无线和载波的场强收集：

根据集中器主模块的命令，汇报场强信息，便于主节点形成完整的场强表

协同混合路由：

根据集中器主模块的动态路由算法，实现消息路由转发。

4.8　电磁兼容性要求

所属设备需要满足电磁兼容相关要求。

附录一互联互通微功率无线本地通道的检测方法

1.1微功率无线检测环境

使用无线电波暗室作为微功率无线检测环境，无线电波暗室对800MHz以下频率的无线电信号有70dB以上的抑制，可以提供比较干净的无线通信环境，隔离外界无线电波对测试设备的干扰。

无线电波暗室的选取和校准方法参见IEC60489-1-1999。

1.2性能测试系统示意图

图1-1是微功率通信性能测试的系统示意图，系统由无线电波暗室，综测仪，互联互通微功率无线协议发送器和误码分析仪组成。

图1-1微功率无线通信性能测试的系统示意图

微功率无线通信性能测试系统可以测试本地微功率通信模块的灵敏度、发射功率、频率误差、杂散、射频分量（谐波）测试、占用带宽测试、频率偏移测试、发射机数据速率和协议一致性测试。

1.3、微功率无线性能测试项目

序号

测试项目

是否自动测试

微功率无线通信模块射频性能测试

发射性能测试

频率偏移测试

√

发射机数据速率测试

接收性能测试

灵敏度测试

可接受中心频率偏移测试

协议一致性测试

物理层

物理层信道完整性与一致性

信标的同步

MAC层

网络维护请求

网络维护响应

信标帧

网络层

路由错误

场强收集命令

场强收集应答

入网申请请求

入网申请响应

发起一个源路由

中继一个源路由

广播通信

配置子节点

配置子节点应答

游离节点就绪

应用层

数据转发

设置串口

设置信道号

设置发射功率

设置重启

确认/否认帧

读取节点配置

设备升级

2.1网络测试系统示意

图2-2是微功率无线网络测试的系统示意图，系统由无线电波暗室，信号发送器，程控衰减器等设备组成。

图2-2微功率无线网络测试的系统示意图

互联互通微功率网络测试系统完成主节点组网交互流程测试、从节点入网交互流程测试、事件上报测试、从节点入网申请请求测试、距离覆盖测试和网络功能测试包括从节点进行点名、增加新节点、删除从节点等。

详见Q/GDW11016-2013《电力用户用电信息采集系统通信协议第4部分：

微功率无线通信数据传输协议》标准。

2.2、微功率无线网络性能测试项目

序

号

是否

自动

测试

微功率无线通信网络功能和性能评估

组网测试

路由层级

组网时间

组网成功率

业务验证测试

抄表业务功能测试

抄表业务性能测试

费控业务功能测试

费控业务性能测试

新业务功能测试

新业务性能测试

交互流程测试

中心节点：

广播组网信标帧

场强收集

查询路由状态

从节点：

转发信标帧

从节点入网成功

抗干扰测试

同频干扰测试

临频干扰测试

混合测试

事件上报测试

从节点入网申请请求

距离覆盖测试

测试每一个从节点的射频通道

网络管理功能测试

路由

增加、删除等

附录二载波通信本地通道的检测方法

1.目的

低压电力线为非专用总线通信信道，因此载波通信性能易受各种噪声影响，因此抗干扰能力高低是能否解决在低压电力线上进行可靠通信的关键。

本测试方案主要针对不同的窄带载波通信技术方案在低压电力线复杂噪声环境下抗干扰性能对比。

测试方法充分考虑了力求避免载波辐射的影响。

2.接收性能测量

各载波通信单元的结构、接口、协议以及电气性能均要符合国家电网公司企业标准Q/GDW1374.3-2013《电力用户用电信息采集系统技术规范：

测试方法参考：

Q/GDW1379.4-2013《电力用户用电信息采集系统检测技术规范：

通信单元检测技术规范》

2.1.试验环境

建立与外部电网“隔离”的信道环境。

人工电源网络：

隔离频段范围9khz~30Mhz负载电流≥16A；

标准阻抗50Ω/50μH。

发送端发送通信报文，分别以40个字节和200字节数据测量。

示波器（最好是电池供电）、频谱仪、函数发生器、笔记本电脑（电池供电）、电源滤波器、人工电源网络、20dB固定衰减器、0-70dB可调衰减器、分离耦合器、同轴电缆等。

2.1.1耦合回路

耦合回路用于将被测通信单元发送的载波信号从强电侧耦合至弱电侧，同时将经过衰减后的载波信号从弱点侧耦合至强电侧。

图1耦合回路电路图

2.2.解调门限信噪比

测量白噪声、单频点窄带噪声条件下，成功率为50%时的门限信噪比。

2.2.1.白噪声条件下解调门限信噪比

测量高斯白噪声条件下，成功率为50%时的门限信噪比。

测试方法：

记录通信速率，在噪声输入端加入100dBμV高斯白噪声，在测量端口2测量噪声电平，记录噪声电平；

启动发送端，通过调节可调衰减器，直到接收端出现稳态的50%成功率，发送命令不少于100次；

关闭噪声源，在测量端口2测量信号电平，记录信号电平并计算信噪比。

各速率下白噪声解调门限信噪比

速率1

速率2

速率3

速率4

dB

2.2.2.单频点窄带噪声条件下解调门限信噪比

记录通信速率，在噪声输入端加入120dBμV的中心频率单频点窄带噪声，在测量端口2测量噪声电平，记录噪声电平；

各速率单频点窄带噪声解调门限信噪比

2.3解调灵敏度

记录通信速率，将噪声源输入端短路，启动发送端，调节可调衰减器，直到接收端出现稳态的50%成功率，发送命令不少于100次，在测量端口2测量信号电平。

各速率灵敏度