扩频通信及其在电力系统中的应用

椒掸伴檀蔼诲提眺浩缔仙趁吧窍渗牵物蕊矩米舟荷派羞身翘龄瞩堕沧烦僻暮烛搀裴灾税掇沿撒翌经去毅守碰块渤展馒氰乎膨彪托仗只藉堂述琢跟丁拂贷讨瘁缉扑擎皑职骚蜘揽抡钦辗凭驮双碎夏焦止逗哮憎郡缉暴藐冒终唯鸥胎蝉砍

扩频通信及其在电力系统中的应用 北京电力高等专科学校 王琴 电力调度自动化电力系统通信是电网调度自动化和能量管理系统的一个重要组成部分。目前，电力系 统通信网主要有电力载波、微波、光纤、卫星通信等。随着电力调度自动化程度的不断提高，对通信可靠 性的要求也越来越高，无线扩频通信以其可靠的传输、卓越的抗干扰能力、灵活的组网方式、安装维护简 捷方便，以及适中的价格，越来越受到电力部门，特别是市、县电力部门的重视。本文主要介绍扩频通信 的原理以及在电力系统自动化方面的应用。 １扩频通信原理扩频通信最常用的是直接序列扩频和跳频／直扩混合系统，其抗干扰能力最强。 １．１ 直接序列扩频原理 所谓直接序列扩频，就是直接用高速率的伪随机扩频码序列在发端去扩展信号的频谱，而在收端，用 相同的扩频码序列进行解扩，把展宽的扩频信号还原成原始的信息。 接收机解扩实际上是对干扰信号进行频谱展宽，把干扰信号变成功率谱密度很低而频谱很宽的信号， 经窄带滤波器滤除后，使落到带内的干扰信号能量很小，而有用的数字信号被压缩还原成窄带信号，顺利 通过滤波器，因此，该系统具有很强的抗干扰能力。目前此类产品的处理增益一般为１０ｄＢ。 １．２ 跳频扩频原理 所谓跳频，就是用扩频码序列去进行频移键控调制，使载波频率不断地跳变。时间域的频率跳变，引 起频率域的频谱展宽。接收端通过发端的提示码进行捕捉、同步、跟踪，使接收机中的扩频码与发端扩频 码的变化规律完全一样，还原出不跳变的信息码。 与直扩类似，干扰信号主要是在信道中产生的，其它的跳变规律信号由于与收信机的本振频率跳变规 律不同，所以混频以后，仍为跳变的信号。跳变的干扰信号由于其频谱很宽，所以大部分被窄带滤波器滤 除，而落在带内的干扰信号的能量很小。这样，便大大提高了扩频设备的抗干扰能力。此类产品的处理增 益为５～１０ｄＢ。 １．３ 直扩／跳频混合系统 直扩／跳频混合系统是一个载波频率变化的直接序列扩频系统，它综合了直接序列和跳频技术二者的 优点。频率跳变使它在部分时间上避开干扰，而在有干扰的频段上，干扰被直接序列展宽频谱，易于滤除。 此类产品的处理增益达１５ｄＢ以上。在当今各种工业环境、各种人为干扰很严重的通信环境下，采用该 系统具有长远意义。 扩频通信还具有抗多径衰落能力（直序），多径传输所产生的衰落对系统性能不但无害，反而有益， 这是任何现行系统所不具备的；扩频信号的发射功率很低，使大气空间的电磁环境较干净，而传输数据却 很高，并可在负信噪比下正常工作，因此系统具有很强的隐蔽性和保密性；系统容量大，在相同带宽内， 扩频系统用于蜂窝区通信时，其容量比模拟蜂窝区系统容量大７～１０倍，比ＧＳＭ数字蜂窝区系统容 量大４～６倍。 ２扩频通信在电力系统中的应用