低壓電力線(xiàn)通信點(diǎn)對點(diǎn)通信性能測試系統設計與實(shí)現

誤碼率的最終結果體現在報文成功率欄中。從計算機發(fā)送到載波通信單元的報文格式是雙方提前約定好的，報文第一個(gè)字節用來(lái)約定幀頭，第二個(gè)字節用來(lái)約定使用的通信方式，第三個(gè)字節為約定要傳輸的數據串的長(cháng)度，長(cháng)度不包括停止字節和校驗字節，在報文的最后加上停止字節和校驗字節。
在設計好測試所需要的軟件和硬件部分后，將軟件和硬件部分連接起來(lái)，形成整體的測試系統。首先將隔離器連接在電力線(xiàn)上，從隔離器的輸出端連接出兩個(gè)點(diǎn)A和B，并分別連接載波通信單元A和載波通信單元B，再將載波通信單元A、B分別與計算機串口連接，設置串口參數，使其能夠通信。將衰減器連接到A、B載波通信單元之間，根據測試需要調整好衰減倍數。然后將噪聲信號發(fā)生器和信號耦合裝置接到電力線(xiàn)上，設置好需要測試的噪聲干擾信號。測試硬件環(huán)境搭建完成之后，在計算機上運行誤碼率測試軟件，根據測試的需要來(lái)設置所要發(fā)送的數據串的長(cháng)度和條數、時(shí)間間隔等參數，通過(guò)點(diǎn)擊自動(dòng)發(fā)送，計算機自動(dòng)按照生產(chǎn)的數據串依次向串口發(fā)送，在報文接收界面可以收到另一個(gè)串口接收到的返回的數據串。在發(fā)送和接收完畢后，根據所需要比較的功能來(lái)進(jìn)行誤碼率計算，可以得到此次通信的性能評分。
2 性能評價(jià)模型
在通信環(huán)境(噪音、衰減、阻抗、溫度等)一致、所傳輸數據串長(cháng)度相等、發(fā)送功率相同的情況下，電力線(xiàn)通信的誤碼率與通信速率相關(guān)。通常，低速率意味著(zhù)高抗干擾、高穿透能力，從而表現為高成功率；而高速率往往意味著(zhù)低成功率，但又可以通過(guò)多次重發(fā)提高成功率。所以，單純以通信成功率評價(jià)一個(gè)通信技術(shù)的性能顯然太片面，把時(shí)間因素考慮進(jìn)去會(huì )更合理一些。為此，本文建立成功率與通信速率的關(guān)系，將通信速率等效到1 kb/s下重新計算成功率，以便更合理地評價(jià)和對比各種電力線(xiàn)通信技術(shù)的性能。
假設某個(gè)電力線(xiàn)通信技術(shù)的誤碼率為p(成功率是 1－p)，其通信速率為 v(單位b/s)，則這種技術(shù)下重復發(fā)送 v/1 000遍便可等效到1 kb/s的通信速率，此時(shí)的成功率為：

式(1)便是本文的評價(jià)模型，Q為一個(gè)[0，1]之間的數值，它是通信速率轉換為1 kb/s后的成功率。為了方便測試，將該數值放大100倍，得到技術(shù)測試得分E＝100 Q，從技術(shù)測試得分上的高低便可以客觀(guān)地評價(jià)通信性能的優(yōu)劣。
式(1)所建立的評價(jià)模型可以用于碼元級性能評價(jià)，也可用于報文級性能評價(jià)， 取決于p是取碼元級誤碼率還是報文級誤碼率。通常，在研發(fā)過(guò)程中注重碼元級誤碼率，在實(shí)際應用中強調的是報文級誤碼率。
3 測試實(shí)例
本文對東軟載波科技股份有限公司的第3代電力線(xiàn)載波通信單元進(jìn)行了實(shí)際測試。通過(guò)調節衰減器的衰減倍數來(lái)測試其通信性能的變化。表1、表2分別為幅度衰減倍數為0 dB和50 dB時(shí)測試的通信性能。
由此可以看出，表1中，測試1、2情況下，兩個(gè)載波通信模塊之間沒(méi)有幅度上的衰減，二者的通信成功率都是100%，所以此時(shí)技術(shù)測試得分都是滿(mǎn)分，到達了模塊的最佳通信性能。
表2中，測試3、4情況下，兩個(gè)載波通信單元之間加入了50 dB的幅度上的衰減的時(shí)候，也就是說(shuō)兩個(gè)單
元之間的通信的信號幅度衰減了105倍，測試3中的通信成功率雖然比測試4的高很多，但是其有效通信速率比測試4的低很多，根據測試系統的整體評價(jià)，測試3的總體得分不如測試4的整體得分高。從而更進(jìn)一步地驗證了測試系統在通信性能上測試的公平性、靈活性。
本文中設計的電力線(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)通信性能測試系統測試原理簡(jiǎn)單，測試環(huán)境搭建方便，測試軟件使用簡(jiǎn)單靈活，通過(guò)測試結果可以看到，此測試系統可以很直觀(guān)、公平地比較出載波通信單元的通信性能，為整體通信系統的設計、性能的改進(jìn)提供了一定的數據指導。