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1、(10)申请公布号 CN 102446403 A (43)申请公布日 2012.05.09 CN 102446403 A *CN102446403A* (21)申请号 201110447067.6 (22)申请日 2011.12.28 G08C 17/02(2006.01) (71)申请人 重庆朗天通讯股份有限公司 地址 401121 重庆市北部新区高新园星光大 道 60 号金星大厦 14 层 (72)发明人 郝明华 杨瀚 (74)专利代理机构 重庆市恒信知识产权代理有 限公司 50102 代理人 刘小红 (54) 发明名称 基于 TD-LTE 无线宽带的新型用电信息采集 系统 (57) 摘要。
2、 本发明公开了一种基于 TD-LTE 无线宽带的 新型用电信息采集系统， 包括电力通信控制中 心、 智能电表、 信息控制系统、 TD-LTE 通信系统、 射频处理装置、 集中器和采集器。本发明采用了 TD-LTE 技术， 可采用灵活的上下链路配置方案， 下行峰值速率可以达到 80M， 上行峰值速率可以 达到 20M， 可提供 64Kbps 的全双工信道。采用了 扁平化的网络架构， 能够保证数据的高速传输， 系 统反应时间短， 以及安全性高的特点。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 CN 1024。
3、46425 A1/1 页 2 1. 基于 TD-LTE 无线宽带的新型用电信息采集系统， 包括电力通信控制中心 （1） 和智能 电表 （7） ， 其特征在于 ： 在电力通信控制中心 （1） 和智能电表 （7） 之间还包括信息控制系统 （2） 、 TD-LTE 通信系统 （3） 、 射频处理装置 （4） 、 集中器 （5） 和采集器 （6） ， 其中 ： 所述集中器 （5） 通过 RS485 或 RS232 串口与至少一个智能电表 （7） 连接， 采集智能电表 记录的用户用电信息 ； 采集器 （6） 与至少一个集中器 （5） 通过宽带电力载波方式进行数据传输 ; 射频处理装置 （4） 与少一个集。
4、中器 （5） 通过 TCP/IP 局域网进行数据传输 ; 射频处理装置 （4） 通过 TD-LTE 通信协议与 TD-LTE 通信系统 （3） 进行数据传输 ； 信息控制系统 （2） 通过 TD-LTE 通信协议与 TD-LTE 通信系统 （3） 进行数据传输， 对其负 责管理的智能电表的用电信息进行汇集， 并向电力通信控制中心 （1） 发送 ； 所述电力通信控制中心 （1） 与若干信息控制系统 （2） 连接， 接收各信息控制系统 （2） 发 送的信息并将控制信号通过信息控制系统 （2） 、 射频处理装置 （4） 、 集中器 （5） 、 采集器 （6） 实现对集智能电表的控制和管理。 2. 根。
5、据权利要求 1 所述基于 TD-LTE 无线宽带的新型用电信息采集系统， 其特征在于 ： 所述射频处理装置 （4） 包括射频处理单元 （401） 、 接口板 （402） 、 信号处理单元 （403） 、 存储 器 （404） 、 协议控制单元 （405） 和 CPU（406） ， 其中 ： 射频处理单元 （401） 接收 TD-LTE 通信 系统 （3） 和集中器 （5） 的信息并将其进行解调频， 通过接口板 （402） 去掉载频后输入信号处 理单元 （403） ， 信号处理单元 （403） 将处理后的数据输入存储器 （404） 缓存， CPU（406） 对 存储器 （404） 中的数据进行处。
6、理， 并将处理后的数据通过存储器 （404） 后， 由信号处理单元 （403） 编码处理后， 经接口板 （402） 由射频处理单元 （401） 向 TD-LTE 通信系统 （3） 和集中 器 （5） 发送。 3. 根据权利要求 1 所述基于 TD-LTE 无线宽带的新型用电信息采集系统， 其特征在于 ： 所述电力通信控制中心 （1） 和信息控制系统 （2） 通过 TD-LTE 无线宽带或互联网进行数据传 输。 权 利 要 求 书 CN 102446403 A CN 102446425 A1/3 页 3 基于 TD-LTE 无线宽带的新型用电信息采集系统 技术领域 0001 本发明涉及一种电力系。
7、统用电信息采集技术， 尤其涉及一种基于 TD-LTE 无线宽 带的新型用电信息采集系统。 背景技术 0002 目前， 国家电网公司提出了智能电网的概念， 智能电网的构建需要用电信息采集 系统具备大容量、 高速率、 多业务且具有自愈功能的特性， 这就对用电信息采集系统提出了 新的要求 ； 用电信息采集系统可分为骨干层和接入层两部分， 目前的接入层的通信方式主 要采用工业以太网、 电力线载波、 无线通信网等 ； 工业以太网为有源设备， 不具备抗多点失 效性， 扩容成本高， 且缺乏统一的产品标准， 无法整体应用 ； 电力线载波传输效率低， 噪声干 扰大， 信号衰减严重， 不适于信号远距离传输 ； 无。
8、线通信网组网便捷， 灵活， 在其他领域已经 得到大规模的应用， 因此其可作为电力通信系统的一种有效地补充手段。 0003 TD-LTE 技术是我国提出的并拥有自主知识产权的一种下一代无线宽带通信技术， 目前其标准和协议已经被国际上许多国家和地区所接受。作为下一代无线宽带通信的主 流技术， LTE 通常被业界称为 4G 技术， 其主要的关键技术及优势是指网络架构更加扁平化， ENode B 之间通过 X2 进行通信， ENB 与 MME/S-GW 通过是 S1 接口进行通信， 扁平化的结构适 应了未来通信发展的需要， 减少了系统反应时间， 其频谱灵活， 有灵活的带宽和双工方式 ； 先进的天线技术。
9、， 采用了 OFDM 和 MIMO 等关键技术， 提供了更高的下载速率。 0004 现有技术中， 采用无线通信网的用电信息采集大多采用 230 兆或 GPRS 方式， 这些 采集方式存在传输效率低、 采集周期长、 信号衰减快、 可靠性较差的问题。而且现有的无线 通信网采集方案中， 都只提供窄带信道， 速率和带宽都不能满足智能电网对用电环节实时 性、 互动性业务的要求。 0005 最近提出的利用 EPON 光纤专线网络采集用电信息方案， 该方案虽然满足了智能 电网对用电环节传输带宽的要求， 但是， 在大容量的居民区需要大量铺设光缆， 还要利用到 大量的 ONU 单元， 增加了投入的成本， 浪费了。
10、大量的光纤资源， 而且对于居民区分散及偏远 农村地区， 从经济可行性上来看仍然不适用。 发明内容 0006 针对背景技术中的问题， 本发明的目的是 ： 公开了一种基于 TD-LTE 无线宽带的新 型用电信息采集系统。 0007 本发明采用如下技术方案实现。 0008 基于 TD-LTE 无线宽带的新型用电信息采集系统， 包括电力通信控制中心和智能 电表， 在电力通信控制中心和智能电表之间还包括信息控制系统、 TD-LTE 通信系统、 射频处 理装置、 集中器和采集器。 0009 其中 ： 所述集中器通过RS485或RS232串口与至少一个智能电表连接， 采集智能电 表记录的用户用电信息。 说 。
11、明 书 CN 102446403 A CN 102446425 A2/3 页 4 0010 采集器与至少一个集中器通过宽带电力载波方式进行数据传输。 0011 射频处理装置与少一个集中器通过 TCP/IP 局域网进行数据传输。 0012 射频处理装置通过 TD-LTE 通信协议与 TD-LTE 通信系统进行数据传输。 0013 信息控制系统通过 TD-LTE 通信协议与 TD-LTE 通信系统进行数据传输， 对其负责 管理的智能电表的用电信息进行汇集， 并向电力通信控制中心发送。 0014 所述电力通信控制中心与若干信息控制系统连接， 接收各信息控制系统发送的信 息并将控制信号通过信息控制系统。
12、、 射频处理装置、 集中器、 采集器实现对集智能电表的控 制和管理。 0015 TD-LTE 通信系统的主要功能是实现采集信息的无线传输和汇集作用。 0016 本发明的有益效果是 ： 由于采用了 TD-LTE 技术， 可采用灵活的上下链路配置方 案， 下行峰值速率可以达到80M， 上行峰值速率可以达到20M， 可提供64Kbps的全双工信道， 完全能够满足智能电网对信息采集系统的实时性、 互动性、 高速率、 高可靠、 低成本的数据 传输要求。 TD-LTE采用了MIMO,OFDM技术， 采用了扁平化的网络架构， 能够保证数据的高速 传输， 系统反应时间短， 以及安全性高的特点， 同时采用了 8。
13、 阵元智能天线， 覆盖距离有保 证， 传输数据量大。同时充分利用现有资源、 节省投资成本， 也能够满足偏远农村地区建设 智能电网的需要。 附图说明 0017 图 1 实施例 1 的结构框图 ； 图 2 本发明的射频处理装置的结构框图 ； 图 3 实施例 2 的结构框图 ； 图 1 和图 3 中 ： 1- 电力通信控制中心 ； 2- 信息控制系统 ； 3- TD-LTE 通信系统 ； 4- 射频 处理装置 ； 5- 集中器 ； 6- 采集器 ； 7- 智能电表 ； 图 2 中 ： 401- 射频处理单元 ； 402- 接口板 ； 403- 信号处理单元 ； 404- 存储器 ； 405- 协 议。
14、控制单元 ； 406-CPU。 具体实施方式 0018 实施例 1， 参见图 1， 基于 TD-LTE 无线宽带的新型用电信息采集系统， 包括电力通 信控制中心 1 和智能电表 7， 其特征在于 ： 在电力通信控制中心 1 和智能电表 7 之间还包括 信息控制系统 2、 TD-LTE 通信系统 3、 射频处理装置 4、 集中器 5 和采集器 6。其中 ： 所述集 中器 5 通过 RS485 或 RS232 串口与至少一个智能电表 7 连接， 采集智能电表记录的用户用 电信息。 0019 采集器 6 与至少一个集中器 5 通过宽带电力载波方式进行数据传输。 0020 射频处理装置 4 与少一个集。
15、中器 5 通过 TCP/IP 局域网进行数据传输。 0021 射频处理装置 4 通过 TD-LTE 通信协议与 TD-LTE 通信系统 3 进行数据传输。 0022 信息控制系统 2 通过 TD-LTE 通信协议与 TD-LTE 通信系统 3 进行数据传输， 对其 负责管理的智能电表的用电信息进行汇集， 并向电力通信控制中心 1 发送。 0023 所述电力通信控制中心 1 与若干信息控制系统 2 连接， 接收各信息控制系统 2 发 送的信息并将控制信号通过信息控制系统 2、 射频处理装置 4、 集中器 5、 采集器 6 实现对集 说 明 书 CN 102446403 A CN 10244642。
16、5 A3/3 页 5 智能电表的控制和管理。 0024 实施例2， 参见图3， 本实施例与实施例1的区别在于， 用电信息数据的采集系统不 一样 ： 智能电表 7 将记录的用户用电信息直接通过 RS485 或 RS232 串口或 TCP/IP 局域网以 电信号的方式传输给射频处理装置 4， 而不经过集中器 5 和采集器 6。其余的处理部分和实 施例 1 相同。 0025 实施例 3， 参见图 2， 射频处理装置 4 包括射频处理单元 401、 接口板 402、 信号处理 单元403、 存储器404、 协议控制单元405和CPU406， 其中 ： 射频处理单元401接收TD-LTE通 信系统 3 。
17、和集中器 5 的信息并将其进行解调频， 通过接口板 402 去掉载频后输入信号处理 单元 403， 信号处理单元 403 将处理后的数据输入存储器 404 缓存， CPU406 对存储器 404 中 的数据进行处理， 并将处理后的数据通过存储器 404 后， 由信号处理单元 403 编码处理后， 经接口板 402 由射频处理单元 401 向 TD-LTE 通信系统 3 和集中器 5 发送。 0026 在本发明方案中， TD-LTE频率可以利用1800M， 除掉上下频带的5M保护带宽， 还有 1790M-1800M 的 10M 带宽可以利用 ； 由于 TD-LTE 采用了 8 通道的智能天线， 。
18、采用了 MIMO 及 BeamForming 技术， 至少可以增加 3db 增益， 大大增强了覆盖能力， 在满足用户单边缘速率 为 64Kbit/s 的情况下， 密集城区的覆盖半径可以达到 3KM， 偏远农村地区可以达到 20KM。 0027 TD-LTE 通信系统 3 包括 LTE 核心网、 SDH 本地传输网和基带处理单元 BBU（室内 基带处理单元） 、 RRU（射频拉远模块） ， ENode B （BBU+RRU） 与核心网 （MME/S-GW） 之间通过 SDH 本地传输网连接。 0028 本发明的系统的完整工作过程是 ： 智能电表 7 记录用户的用电信息， 采集器 6 就通过 RS。
19、485 串口或 RS232 串口采集智能 电表 7 记录用户的用电信息， 采集器 6 通过宽带电力载波技术 PLC 将收集到的各个智能电 表 7 的信息传送到集中器 5， 集中器 5 通过 TCP/IP 局域网协议与射频处理装置 4 进行数据 传输， 射频处理装置4接收到的电信号经过信号处理单元403进行信号处理， 然后发送到存 储器 404 进行缓存， 协议控制单元 405 通过空中接口协议与 RRU 建立无线信令链路连接， 然 后根据 TD-LTE 通信方式分配的上行时隙链路， 通过射频处理单元 401 将数据发送至 RRU， RRU 把收集到的各个射频处理装置 4 的信息通过馈线或光纤传送设备传送到 BBU， BBU 对收 到的信息进行信号处理和数码变换后转换成光信号， 然后通过本地传输网 SDH 设备传送到 核心网 MME/S-GW， 核心网经过前置交换机等电力通信网最终将采集到的信息传送到电力通 信控制中心 1。 说 明 书 CN 102446403 A CN 102446425 A1/2 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102446403 A CN 102446425 A2/2 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 102446403 A 。