[发明专利]一种电力系统应急短波无线通信系统及方法

说明书

本发明涉及一种电力系统应急短波无线通信系统，包括PSK31数据通信装置，PSK31数据通信装置包括PSK31调制解调微处理器、信号输入电路、信号输出电路、锁相回路、天线装置、电源装置，PSK31调制解调微处理器包括输入/输出端口、信号输入端口、信号输出端口。本方案还公开了一种电力系统应急短波无线通信方法，包括系统上电自检、接收外部指令、接收短波通信信号、处理数据、输出短波通信信号等过程。本发明采用基于移相键控31(PSK31)通信方式的独立的应急短波无线通信系统，具有低功耗、通信距离远、可靠性高等特点。

技术领域

本发明涉及一种短波无线通信系统及方法，特别涉及一种电力系统应急短波无线通信系统及方法，属于短波无线通信领域。

背景技术

对于电力系统的应急通信系统，有其特殊的应用要求，在重大自然灾害情况下，电力基础设施受到重大破坏情况下，能够迅速而独立构建具有自组网能力的应急通信系统。电力系统的应急通信终端，需要满足以下主要要求：⑴低功耗，在无外接电源情况下，可以独立工作4小时以上；⑵设备应为一体化设备，体积和重量较小较轻，便于携带、组网；⑶设备操作简单，可以自动处理频率设定、调谐、输出功率控制；⑷设备需要很强的抗干扰能力；⑸设备需要很强的环境适应性，包括工作温度、防水、防振等有很高的要求；⑹单跳通信范围可达500km；⑺可以及时有效传送重要的电力系统数据，供后方及时制定有效灾害抢修和重建；⑻电力系统应急通讯需要传输的数据并不大，及时发送重要的关键数据即可，因此对应急通信的数据率和通信带宽的要求可以很低。现有的应急通信方式有移动通信系统，卫星通信系统等，利用移动通信网络或者卫星构建应急通信系统，设计相应的移动终端。现有的移动通信系统和卫星通信系统均利用传统的公共通信网络，在严重自然灾害或异常情况下导致大面积停电等情况下，移动通信系统将无法提供可靠的通信。卫星通信依赖卫星的中继器，存在卫星盲区导致无法有效通信的问题，并且卫星通讯对外依赖度很大，不能十分灵活、快速、独立进行自组网。短波应急通信成为了首选的电力系统应急通信方案。但目前商用的短波通信系统也存在设备复杂，参数设置繁琐，使用者需要专业的操作技能等众多问题，应急情况下无法及时建立有效的通信链路和自组网系统。

一个基本的短波通信站由电台、天线以及电源组成，两部及以上电台就可以构建一个短波通信系统。短波通信通常使用单边带调幅方式，窄带传输，带宽一般为3kHz。通常短波电台根据功率大小分为大功率电台和小功率便携式电台。一部电台可选择多种天线进行不同距离的通信，选用哪种天线设备要根据电台的发信功率、通信功率、工作方式、输出阻抗、工作频率以及通信方向而定。使用短波电台进行组网，可以以某地为中心，进行单呼、选呼、组呼等方式通信，通信范围覆盖面积大。目前短波通信应用中使用以下两种方案：⑴固定台方案：固定基站的站址选择在开阔的地面或楼顶，100W以上的射频输出功率，其传播途径可以是天波，也可以是地波，有效通信距离会超过100km以上，甚至可以达到1000km以上；⑵背负式方案：背负式电台选配小于20W的小功率电台，由电池进行供电，配拉杆式鞭装天线，属全向性天线，没有多径效应，该方案适合短距离通信，其传播途径主要是地波，加之便携电台功率较小，因此有效通信距离一般在30km以内。上述电力系统的应急通信系统的诸多苛刻要求，对于目前的短波通信系统都无法同时满足，例如，背负式电台功率小且使用地波通讯，有效通信距离十分受限，难以满足500km的远距离通信要求，固定式电台输出功率大，体积较大，重量较重，设备功耗大，一般都需要外接电源，难以满足低功耗要求。这些电台一般都不具备自组网能力，而且需要外接专门的数字调制解调模块才能进行数据通信，不满足一体化便携产品形态要求。

发明内容

本发明电力系统应急短波无线通信系统及方法公开了新的方案，采用基于移相键控31(PSK31)通信方式的独立的应急短波无线通信系统，解决了现有方案无法有效满足电力系统应急通信要求的问题。