无线通信信号异常优化方案

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摘要：计量终端上行无线通信信号的稳定性易受周围环境以及设备本身运行质量等因素的影响，需要结合实际情况采取正确的措施解决信号异常问题。本文首先阐述了计量终端无线通信信号异常的检测方法，并分析了改善计量终端上行无线通信信号的具体措施，针对每项优化方案指明了具体的适用情况以及优缺点，为提高计量终端无线信号的稳定性与强度提供参考。

关键词：计量终端；无线通信信号；异常优化

随着经济的发展，人们对计量终端无线通信信号的稳定性以及通畅性提出了更高的要求。但是无线通信信号在行政区界、偏远地区、地下室等地容易出现信号异常或无信号的问题，为了有效解决以上地区的信号异常现象需要结合实际情况与信号需求，制定科学的信号改善方案，进而提高无线信号的信号质量。

1计量终端无线通信信号的异常检测方法

1.1针对无线通信的性能检测。接收性能以及发射性能是无线通信检测的主要内容。通过以上两部分的检测结果来确定计量终端无线通信的性能水平。在接收性能的检测内容中主要检查信号接收的灵敏度以及接收信号时频率出现偏移的具体范围。检测发射性能时主要检查发射频率的具体状态，此外还能通过检测发射功率来判断影响无线通信信号的具体原因。由于ZigBee技术是计量终端中的关键技术之一，因此针对其无线通信性能的测试要着重对ZigBee进行检测。1.2针对无线通信的发射功率检测。1.2.1检测的基本内容。在检测计量终端无线通信的发射功率时需要应用频谱仪，应用此设备可以准确的检测出无线通信设备发射信号的强度、功率等内容，因此检测发射功率可以准确的反映出计量终端无线通信的信号性能。1.2.2检测的主要目的。为了提高检测的精准度，需要针对检测过程制定规范化的操作要求。首先明确监测发射功率的重点内容是检测输出功率。如果检测结果显示输出功率没有达到无线通信的信号输出标准则可以判定为计量终端的信号发射部分出现了问题。此外受计量终端发射性能不良的影响，其无线通信设备的输出功率会呈上升迹象。1.2.3检测的具体流程。为了确保频谱仪的应用效果，在实际检测过程中需要根据发射功率来选择适当的功率衰减值进行分析，此外在应用频谱仪测量计量终端的发射功率时，需要应用有效值检波的方法[1]。

2计量终端上行无线通信信号异常的具体优化措施

当前计量终端多应用的是数据网络、GPRS/CDMA等通信模式，导致计量终端出现无线通信信号异常现象的原因有很多，最常见的原因是计量终端不能与主站进行有效连接，需要相关技术人员结合实际情况采取以下优化措施有效解决信号异常问题：21应用延长天线。当地下室出现无信号或信号异常情况时，需要首先判断室外信号的强度，并确定计量终端与室外信号范围的距离，如果距离在15m范围内，则可以应用加装延长天线的方式改善信号异常问题。由于延长天线本身具有价格实惠、体积质量小，安装操作便捷等优点，因此被常用于解决无线通信信号异常的问题。如果地下室距离计量终端的信号覆盖范围在15m内但仍未解决信号异常问题时，要注意延长天线的长度是否满足改善无线信号状态的要求，当延长天线过短时，可以采用吸盘与延长天线配合使用的方法，或直接外置天线来解决信号异常现象。具体工作原理如图1所示。22应用外置高增益天线。通常情况下计量终端多应用吸盘式天线，此种天线的信号增益值大约在3dBi左右，但是吸盘式天线具有信号不稳定、信号强度较弱等缺点。当计量终端与室外信号范围的距离在50m以内时需要采用加装外置高增益天线来改善信号强度。外置高增益天线包含多种类型，主要有八木定向天线以及板式天线等[2]。应用板式天线可以提高信号增益达到4dBi左右，值得注意的是在应用板式天线时必须将其与基站方向保持一致。应用八木定向天线可以使信号增益达到14dBi左右，从数值上可以看出此种天线可以明显提高无线通信的信号强度，因此能够较好的满足对信号需求高的地点。应用定向天线需要先安装固定指向基站。为了有效防止计量终端在行政区界内出现漫游现象，可以采用调整定向天线方向的方法。23应用信号放大器。在计量终端与室外信号范围距离在100m以内的情况下，但是出现了地下室无信号或信号较弱的问题时，可以应用加装信号放大器的方法解决信号异常问题。电源适配器、外置内置接收天线、电缆等均是信号放大器的主要组成构件。应用信号放大器可以有效改善一定范围内多个计量终端的无线信号，因此具有改善成本低的优点。但是加装信号放大器的操作流程较为复杂，并且只能放大单一运营商的信号。此外在加装过程中需要控制好外置天线与内置天线之间的距离，避免因二者距离过近而出现互相干扰的问题。24应用模块外置设备。如果计量终端的信号覆盖范围内完全没有信号时，需要应用通信模块外置设备，并将此设备加装到无信号的区域内[3]。具体的加装方法为将GPRS模块加装在计量终端处，安装完毕后需要在配电房将通路打通，将GPRS模块放置在信号良好的区域，使其发挥接受无线信号的作用。由于GPRS模块分为主、从两个模块，为了保障主从模块之间的正常通信，需要应用RS485，当两个模块相距300m时依然能够正常通信。其中GPRS的主模块要安装在计量采集终端处，而从模块要加装在无线信号的覆盖范围内，进而提高计量终端上线的稳定性，有效解决无线信号异常的问题。工作原理如图2所示。相较于加装信号放大器来说，此种方法的成本较低，不用在供电状态下便可实现改善信号的目标，并且安装操作较为便捷。但是模块外置设备也存在一些缺点，一个通信模块外置设备只能改善一个计量终端的无线信号，如果要改善多个计量终端信号时则此种方法不适用。25GPRS/CDMA通信。除上述解决无线信号异常的方法外，还可以应用GPRS/CDMA通信模块，此方法主要是将低压载波转至此通信模块中。该通信方案的主要组成部分有主从机以及网口转接等。具体的加装方法为将主从机均安装在同一个计量终端所覆盖的信号区域内，并保证该区域的信号正常，同时从机安装在与计量采集终端较近的位置，利用网口转接模块来进行计量终端数据的采集工作。此时主机可以利用GPRS/CDMA将信息数据上传至计量终端的主站处，并且保证网口转接模块要安装在计量终端的右模块处，以此实现替换原通信模块的操作，并且将原计量终端的数据结构替换为网口模块通信的方式。此种改善无线信号的方法具有安装操作便捷的优点，并且不需要为了实现模块通信而重新布置线路。但是与模块外置设备方法具有相同缺点，既只能实现一个模块通信设备改善一个计量终端的无线信号，并且GPRS/CDMA通信模块设备的成本较高，由于同类型设备之间会出现较强的信号干扰问题，因此在相同区域内安装完此通信模块后不能再安装同类型的设备。此外此种通信模块的数据传输最大距离在200m左右，因此不适用于改善地下室或偏远地区的计量终端信号。为了有效提高计量终端上行无线通信信号的强度与稳定性，电网公司可以将无线运营商、IP地址、信号强度等信息详细的显示在计量终端设备上，为无线信号的监测工作提供便利条件，进而有效提高信号数据的采集质量。此外需要对计量终端设备的运行状况以及信号强度进行监测，针对监测出的信号异常问题要结合实际情况及时采取上述方法加以解决。并且结合具体的信号使用要求来调整改善无线信号的方案，进而有效提高加装通信模块的应用效果，确保无线信号的稳定、畅通。

3总结

综上所述，在改善计量终端上行无线通信信号异常的问题时，需要首先了解出现信号异常的原因，再结合实际情况选择延长天线、加装外置高增益天线、应用信号放大器或外置通信模块设备等方法，进而有效提高计量终端无线信号的强度。

作者:付硕 单位:国网山东省电力公司巨野县供电公司