(1)背景噪聲。指在發(fā)生、檢查、測量和記錄系統(tǒng)中與有用信號無關的一切干擾。背景噪聲是典型離散高斯型的,共對載波通信系統(tǒng)影響較穩(wěn)定。
(2)脈沖噪聲。具有瞬間、高能和覆蓋頻率范圍廣的特點,因而對于載波信號傳輸?shù)挠绊懴喈敶?,不僅會造成信號誤碼率高;還有可能使接收設備內部產(chǎn)生自干擾,嚴重影響整個系統(tǒng)的工作。
以上兩種噪聲可以由噪聲/任意函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生。
(3)白噪聲加脈沖噪聲。電力線路中這兩類噪聲通常并存。
(4)現(xiàn)場環(huán)境噪聲。由噪聲模擬器產(chǎn)生,通過在不同場合(城市、農(nóng)村和山區(qū))、不同時間段(白天、晚上)和不同天氣(晴天、陰雨天)等場景下,對低壓電力線現(xiàn)場背景噪聲的采集和錄制,將錄制的背景噪聲進行分析和歸類,形成一個現(xiàn)場背景噪聲的噪聲庫,再從噪聲庫中選取相應的噪聲,通過D/A轉換、噪聲放大還原電力線現(xiàn)場信道環(huán)境,疊加到測試鏈路中。
噪聲模擬器屬于測試測量數(shù)據(jù)采集設備,可以自己研制,也可以采用專業(yè)公司提供的測試采集解決方案。例如,美國國家儀器(NI)公司的數(shù)字化儀,結合NI Labview采集控制、存儲分析軟件和Matlab分析軟件,能夠完成對電力線噪聲信號的采集、保存和數(shù)據(jù)深加工。
2、抗噪聲性能試驗流程
試驗項目為一定信噪比條件下的通信成功率測試,噪聲環(huán)境有4種,即白噪聲、同頻噪聲、脈沖噪聲和場景模擬噪聲。以RMS方式對噪聲和信號強度進行測量,測量帶寬超過信號傳輸帶寬,由信號分析儀完成,通信成功率由測試主機按照標準協(xié)議實現(xiàn),衰減量和噪聲疊加均由主機程控?;玖鞒倘缦隆?/span>
(1)初始狀態(tài)下,選擇衰減器處于10~20dB衰減量。
(2)調節(jié)信號發(fā)生器發(fā)射功率和衰減量,設定初始噪聲功率(如-5dBm、-10dBm或者其他值)。
(3)改變噪聲類型,如白噪聲、同頻噪聲、脈沖噪聲、白噪聲+脈沖噪聲和現(xiàn)場場景噪聲。
(4)逐漸增大噪聲功率,在每組信噪比條件下進行100次載波通信測試,記錄通信成功率,直到通信成功率低于95%(或者其他標準值,如99% ),記錄此時的噪聲功率為載波通信模塊的抗噪聲性能指標。
測試評估。針對不同的噪聲類型和噪聲功率,會形成一定的信噪比條件,通信成功率也會隨之變化,據(jù)此可以判斷其抗噪性能。例如對于脈沖噪聲條件,如果在-10dBm時達不到通過成功率,則認為試驗不通過;而對于白噪聲,達不到-5dBm的條件時,則判斷為試驗不通過。信噪比條件判斷臨界值需要行業(yè)標準。
三、靈敏度測試及抗衰減性能測試
在用電信息采集系統(tǒng)相關系列規(guī)范中,專網(wǎng)無線、公網(wǎng)無線都提到了接收靈敏度指標,但對電力線載波信道僅有傳輸誤碼率性能要求,而沒有靈敏度方面的性能要求。因而,有業(yè)內人士提出需要增加適當?shù)耐ㄐ拍芰χ笜撕铜h(huán)境適應性指標來針對低壓電力線的惡劣環(huán)境和時變特性,通信能力應該有接收靈敏度和抗干擾性指標,還要有系統(tǒng)性的考核指標,特別是系統(tǒng)抄收時間、中繼路由及自適應性。
針對靈敏度性能測試,也有不少測試從業(yè)人員進行了深入的研究,并提出了一些測試方案和優(yōu)秀算法。如圖3所示,基于本文的測試設備,從原理上講滿足靈敏度測試的技術要求,但是在實際操作中需要澄清并解決一個問題,即載波隔離,即載波衰減問題。如果不能在測試環(huán)境中很好地解決這個問題,所謂的靈敏度性能測試和抗衰減性能測試就很難量化其技術指標。
圖3 靈敏度和抗衰減性能測試回路