全球正在開(kāi)展大量活動(dòng)來(lái)升級(jí)電網(wǎng)，使電力能以更有效、更可靠、更環(huán)保也更經(jīng)濟(jì)的方式傳輸。其中包括升級(jí)電網(wǎng)發(fā)電、輸配電和計(jì)量部分所用的各種設(shè)備和技術(shù)。這些升級(jí)活動(dòng)的一個(gè)重要方面是在各種監(jiān)控和計(jì)量設(shè)備中加入通信能力。目前有多種無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)通信技術(shù)在世界各地進(jìn)行評(píng)估和部署。RF通信已成為許多地區(qū)和應(yīng)用的首選技術(shù)，但也面臨著自己的挑戰(zhàn)。

　　在電網(wǎng)中加入通信能力的一般原則是在網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)電點(diǎn)、輸配電點(diǎn)和用電點(diǎn)之間提供雙向通信。為使電網(wǎng)更高效地運(yùn)作，這種通信鏈路是至關(guān)重要的工具。然而，RF技術(shù)最初采用時(shí)并不是出于此目的，其初衷是讓電表、水表和煤氣表的抄表工作自動(dòng)化，從而不需要通過(guò)人工來(lái)記錄消費(fèi)數(shù)據(jù)。

　　這種自動(dòng)抄表（AMR）系統(tǒng)旨在支持從電力公司到消費(fèi)者的單向電力流。AMR系統(tǒng)還向電力公司提供單向信息流用以計(jì)費(fèi)，并在一定的時(shí)間內(nèi)傳輸用電信息。數(shù)據(jù)速率很低，傳輸?shù)目倲?shù)據(jù)量也很少，每月通常不到1 kb.目前大約有1.5億只在用的電表、水表和煤氣表具有通信能力，其中大部分具有這種低數(shù)據(jù)速率、單向通信能力。

　　在多種力量的共同推動(dòng)下，一種與上世紀(jì)所開(kāi)發(fā)的電網(wǎng)截然不同的新型電網(wǎng)已浮出水面。隨著全球電力需求迅速增長(zhǎng)，以及人們減少對(duì)化石燃料依賴(lài)的強(qiáng)烈愿望，新一代能源將越來(lái)越多地來(lái)自可再生能源，如風(fēng)能和太陽(yáng)能等。美國(guó)能源部預(yù)測(cè)，未來(lái)25年全球電力消耗增長(zhǎng)將超過(guò)80%，可再生能源將成為第二大發(fā)電來(lái)源（見(jiàn)圖1）。

　　與傳統(tǒng)的化石燃料發(fā)電廠相比，風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電更加難以預(yù)測(cè)，因而其管理系統(tǒng)也更加復(fù)雜。此外，來(lái)自電動(dòng)汽車(chē)的電力需求預(yù)計(jì)會(huì)大幅提高，這會(huì)導(dǎo)致需求量不均衡。最后，為了減慢電力需求的增長(zhǎng)速度，企業(yè)和家庭用戶(hù)需要通過(guò)新的方式來(lái)管理用電。

　　因此，我們需要一種擁有更高層次測(cè)量、通信、控制和保護(hù)功能的“智能電網(wǎng)”?！爸悄茈娋W(wǎng)”的功能遠(yuǎn)不止是抄表，它還可以運(yùn)用雙向信息流讓通信變得更加頻繁。在智能電網(wǎng)的支持下，許多功能將得以實(shí)現(xiàn)，包括：

　　●平衡集中式發(fā)電廠的發(fā)電量

　　●優(yōu)化電力配送

　　●改善電力質(zhì)量監(jiān)控和停電響應(yīng)

　　●支持對(duì)最終用戶(hù)的負(fù)荷量進(jìn)行控制

　　●實(shí)現(xiàn)按天計(jì)費(fèi)制

　　●兼容多種能源，包括再生能源

　　●支持遠(yuǎn)程連接/斷開(kāi)

　　●向消費(fèi)者實(shí)時(shí)反饋其需求曲線(xiàn)

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　　一旦這種通信方式部署到位，電力公司和消費(fèi)者就可以合作降低耗電量，提高電網(wǎng)的效率和可靠性，支持電動(dòng)汽車(chē)和再生能源的更廣泛使用。

　　驅(qū)動(dòng)智能電網(wǎng)發(fā)展的要求和挑戰(zhàn)

　　智能電網(wǎng)計(jì)劃已經(jīng)啟動(dòng)，并且設(shè)定了一系列宏大目標(biāo)。許多情況下，為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，在我們尚未充分了解相關(guān)問(wèn)題及其解決方案之前，需要構(gòu)建一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)解決現(xiàn)有的問(wèn)題并迎接將來(lái)的挑戰(zhàn)?！懊绹?guó)能源獨(dú)立和安全法案（2007）”針對(duì)智能電網(wǎng)列出了10多個(gè)關(guān)鍵政策目標(biāo)，其中既有籠統(tǒng)性的目標(biāo)，例如“利用數(shù)字技術(shù)提高電網(wǎng)的可靠性、安全性和效率”，也有更為具體的目標(biāo)，例如“采用自動(dòng)化計(jì)量、電網(wǎng)運(yùn)作和狀態(tài)管理以及分布式電網(wǎng)管理”。根據(jù)這些目標(biāo)，期望中的電網(wǎng)應(yīng)能整合分布式可再生資源，落實(shí)需求響應(yīng)資源，支持電力儲(chǔ)存，支持插電式電動(dòng)汽車(chē)，集成“智能”電器和其它設(shè)備以向消費(fèi)者提供及時(shí)用電信息并允許其加以控制。

　　除了這些挑戰(zhàn)以外，并存的風(fēng)險(xiǎn)要求我們制定網(wǎng)絡(luò)安全和互通標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)將使得電力公司初期部署的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施有能力兼容將來(lái)由許多公司開(kāi)發(fā)的數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的互連設(shè)備。但這數(shù)以百萬(wàn)計(jì)能夠輕松互連的節(jié)點(diǎn)，其中一些還能關(guān)閉或接通家庭和變電站的電源，或者向電網(wǎng)增加難以掌控的負(fù)荷，無(wú)疑會(huì)令人們擔(dān)憂(yōu)心懷不軌者可能通過(guò)惡意攻擊而使嚴(yán)重依賴(lài)電力的國(guó)家癱瘓。除了這種廣泛的風(fēng)險(xiǎn)之外，還存在對(duì)個(gè)人隱私的擔(dān)憂(yōu)。有人認(rèn)為，對(duì)能源使用情況的持續(xù)跟蹤是在人們的家庭和生活中打開(kāi)的又一扇不受歡迎的數(shù)字窗戶(hù)。

　　所有這些目標(biāo)和風(fēng)險(xiǎn)加在一起，代表了一個(gè)復(fù)雜的閉環(huán)系統(tǒng)問(wèn)題。如果只比較智能電網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)或蜂窩網(wǎng)絡(luò)各自所需的數(shù)據(jù)速率，現(xiàn)有通信技術(shù)似乎綽綽有余，但真正的挑戰(zhàn)在于壽命、可靠性、成本和未來(lái)需求之間的平衡。智能電網(wǎng)對(duì)于電力公司和政府來(lái)說(shuō)將是一筆巨大的投資（Pike‘s Research估計(jì)到2015年全球累計(jì)支出將達(dá)到2000億美元），而且電力公司對(duì)設(shè)備的投資還會(huì)持續(xù)20年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。這些通信系統(tǒng)要求能夠適應(yīng)未來(lái)的發(fā)展，設(shè)計(jì)留有足夠的余量，應(yīng)考慮到10年后可能出現(xiàn)的問(wèn)題。電力公司和設(shè)備供應(yīng)商需要不斷比較和權(quán)衡當(dāng)前的實(shí)施成本與未來(lái)相對(duì)模糊的需求。

　　智能電網(wǎng)通信：多個(gè)互連網(wǎng)絡(luò)

　　由于智能電網(wǎng)將不同發(fā)電形式之間的雙向通信擴(kuò)展到電力消費(fèi)者，因此它會(huì)涉及到多個(gè)具有不同控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)記錄、保護(hù)和優(yōu)化程度的系統(tǒng)。主要的系統(tǒng)可以分為以下組別：1） 輸配電現(xiàn)場(chǎng)和廣域網(wǎng)絡(luò)；2） 連接到數(shù)據(jù)采集器或網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的智能表計(jì)；3）連接到家用電器或充電站的智能表計(jì)（見(jiàn)圖2）。

　　智能計(jì)量通信：投資的主要部分

　　以智能計(jì)量為中心的通信系統(tǒng)吸引了最多的目光，成為不同技術(shù)的必爭(zhēng)之地。美國(guó)的潛在表計(jì)更換量超過(guò)1.4億只，全球超過(guò)10億只，因此智能表計(jì)代表了智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)中的絕大部分節(jié)點(diǎn)，大部分成本都集中于此。

　　世界各地不同程度地采用了兩種主要的競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)：RF和電力線(xiàn)載波（PLC）。北美市場(chǎng)以RF解決方案為主。由于免執(zhí)照高功率ISM頻段中存在可用的頻譜，并且每個(gè)變壓器對(duì)應(yīng)的表計(jì)相對(duì)較少，因此一般來(lái)說(shuō)，RF解決方案在北美市場(chǎng)能以較低的成本進(jìn)行部署。

　　智能計(jì)量RF通信技術(shù)使用現(xiàn)狀

　　進(jìn)一步分析目前用來(lái)連接表計(jì)與電力公司的RF系統(tǒng)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)另一層次的競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)：網(wǎng)格系統(tǒng)和星型系統(tǒng)。這兩種系統(tǒng)試圖通過(guò)不同方式應(yīng)對(duì)智能計(jì)量的RF挑戰(zhàn)。

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　　將數(shù)百萬(wàn)只表計(jì)連接到電力公司是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。僅就美國(guó)而言，連接現(xiàn)有表計(jì)意味著需要?jiǎng)?chuàng)建超過(guò)1億個(gè)預(yù)定位置的RF鏈路。其中許多位置處在對(duì)RF通信不利的環(huán)境中，例如地下室和混凝土墻后面。還有許多位置是在RF干擾源眾多且不斷變化的城市區(qū)域。

　　網(wǎng)格系統(tǒng)通過(guò)相鄰表計(jì)為單只表計(jì)創(chuàng)建多條連接到一個(gè)中心采集器的較短路徑，中心表計(jì)充當(dāng)電力公司廣域網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)。目前有多家供應(yīng)商提供網(wǎng)格系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)速率通常為100 - 150 kbps，采用FSK或擴(kuò)頻調(diào)制方案，一般工作在以915 MHz為中心的ISM頻段，信道帶寬為50 - 200 kHz.

　　星型系統(tǒng)主要使用特許執(zhí)照頻段中的窄帶信號(hào)來(lái)連接相距較遠(yuǎn)但數(shù)量較少的中心采集器。中心采集器所需的數(shù)量較少，位于山頂或高樓樓頂?shù)纫暰€(xiàn)清晰的位置，但其發(fā)射功率較高。星型系統(tǒng)通常采用FSK調(diào)制，其數(shù)據(jù)速率低于帶寬較寬的網(wǎng)格系統(tǒng)。除了所需中心采集器的數(shù)量較少外，星型系統(tǒng)的擁護(hù)者還提出它具有帶內(nèi)頻譜無(wú)干擾和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議更簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)。

　　智能計(jì)量RF網(wǎng)絡(luò)：在受干擾限制的環(huán)境中如何成功部署

　　在美國(guó)，ISM頻段和特許執(zhí)照頻段均已變得非常擁擠。對(duì)于網(wǎng)格系統(tǒng)和星型系統(tǒng)，這都意味著干擾是必須攻克的中心挑戰(zhàn)。大規(guī)模計(jì)量網(wǎng)絡(luò)的部署會(huì)明顯顯著提高頻譜擁擠程度，因?yàn)橄到y(tǒng)的最大干擾源可能正是系統(tǒng)本身。

　　這種擁擠會(huì)給無(wú)線(xiàn)電和網(wǎng)絡(luò)要求帶來(lái)嚴(yán)重影響。例如，良好的空閑信道評(píng)估（CCA）和跳頻程序可以簡(jiǎn)化空閑信道的查找。提高數(shù)據(jù)速率可以縮短各節(jié)點(diǎn)的傳輸時(shí)長(zhǎng)，但其代價(jià)是鏈路裕量減少。對(duì)于無(wú)線(xiàn)電，這種擁擠還意味著阻塞和鄰道抑制常常比接收靈敏度更緊要。

　　如上所述，計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施的主要挑戰(zhàn)在于表計(jì)的位置是固定的。它不像家用無(wú)線(xiàn)路由器，可以通過(guò)調(diào)整方向、高度或位置來(lái)解決干擾問(wèn)題。此外，為了適合現(xiàn)有表計(jì)外殼，表計(jì)通常需要進(jìn)行改裝，因此幾乎或根本不存在為增強(qiáng)RF性能而改變封裝的靈活性。表計(jì)一般固定在離地僅一米左右的厚鋼筋混凝土墻上。簡(jiǎn)單的視線(xiàn)模型難以有效地描述信道。

　　需要注意的干擾源因頻段和地區(qū)的不同而異。在美國(guó)，特許執(zhí)照頻段和ISM頻段系統(tǒng)均存在重大干擾源。常見(jiàn)干擾源包括電視白帶信號(hào)、蜂窩載波和工作在同一頻段的其它設(shè)備，這些設(shè)備可能是、也可能不是同一系統(tǒng)的一部分。就數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)、調(diào)制方案選擇和發(fā)射頻譜符合FCC原則的程度而言，工作在同一頻段的設(shè)備可能不是按照“和平共處”方針進(jìn)行設(shè)計(jì)的。

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　　對(duì)于已經(jīng)部署的80%到90%的表計(jì)來(lái)說(shuō)，通信相對(duì)較為容易。其余的10%到20%表計(jì)因?yàn)榈乩砦恢?、物理?duì)象、嚴(yán)重的局部干擾或附近噪聲源等因素，面臨著嚴(yán)峻的RF挑戰(zhàn)。由于無(wú)法移動(dòng)存在問(wèn)題的表計(jì)，系統(tǒng)層面的解決方案只有增加數(shù)據(jù)采集器或中繼器，增加PLC或蜂窩等輔助替代通信設(shè)備，或者增強(qiáng)無(wú)線(xiàn)電性能。廣泛存在的計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施最終必須極其魯棒，提供100%的覆蓋率。聯(lián)系實(shí)際來(lái)說(shuō)，大規(guī)模部署的電表數(shù)量可能是500萬(wàn)只，如果覆蓋率只有99%，那么將有5萬(wàn)只電表無(wú)法讀取。

　　無(wú)線(xiàn)電架構(gòu)和設(shè)計(jì)

　　典型的無(wú)線(xiàn)電模塊包括一根天線(xiàn)、一個(gè)用于更高輸出應(yīng)用的外部功率放大器、一個(gè)RF頻段選擇濾波器、一個(gè)無(wú)線(xiàn)電IC、一個(gè)通信處理器和多個(gè)用于匹配和旁路的分立元件。許多模塊還包括一個(gè)外部低噪聲放大器（LNA），它通常與前端模塊（FEM）中的外部RF頻段選擇濾波器、開(kāi)關(guān)和放大器封裝在一起。由于表計(jì)外殼和表計(jì)本身位置的物理限制，天線(xiàn)常常處在非最佳位置，或者內(nèi)置于表計(jì)外殼中。

　　外部RF頻段選擇濾波器，如表面聲波（SAW）濾波器等，常用來(lái)幫助衰減目標(biāo)頻段之外的干擾信號(hào)。例如，在一個(gè)902 - 928 MHz系統(tǒng)中，該濾波器將幫助消除850 MHz蜂窩頻段、896-901/935-940 MHz陸地?zé)o線(xiàn)電特許執(zhí)照頻段和901 - 902 MHz Part 24個(gè)人通信服務(wù)（PCS）頻段中的干擾。典型RF頻段選擇濾波器可以將干擾信號(hào)衰減30 dB到60 dB，具體取決于濾波器的質(zhì)量、干擾信號(hào)的頻率以及信號(hào)與通帶的接近程度。

　　任何收發(fā)器設(shè)計(jì)都必須針對(duì)各種性能參數(shù)、成本和功耗等，做出架構(gòu)和設(shè)計(jì)上的許多權(quán)衡。計(jì)量通信環(huán)境涉及到的許多性能挑戰(zhàn)可以通過(guò)投入更多資金或功耗（電壓和/或電流）來(lái)緩解。然而，電力公司難以找到理由來(lái)部署大規(guī)模固定網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，而且增加成本可能不是一個(gè)可行的選擇。

　　增加功耗會(huì)引起更復(fù)雜的爭(zhēng)論。許多無(wú)線(xiàn)電模塊既能在線(xiàn)路供電的系統(tǒng)中工作，也能在電池供電的系統(tǒng)中工作，而功耗主要由電池供電要求決定。電表中的大多數(shù)無(wú)線(xiàn)電模塊具有“最后一息”能力，即使主電源喪失，模塊也能工作一定的時(shí)間，因此無(wú)線(xiàn)電功耗要求是決定這種能力所需電荷儲(chǔ)存器大小的主要因素。此外，功耗的任何增加都要乘以部署的規(guī)模。以上述500萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn)為例，假設(shè)電源電壓為2.5 V，電流增加相對(duì)較小的量100mA，那么功耗將增加1.25 MW，每天耗電量增加30 MW-hr.

　　在某些計(jì)量應(yīng)用中，固定接收機(jī)常常面臨非常強(qiáng)大的電磁場(chǎng)，它會(huì)產(chǎn)生50 Hz或60 Hz倍數(shù)的雜散而影響零中頻架構(gòu)，此時(shí)低中頻架構(gòu)可能更具優(yōu)勢(shì)。表計(jì)控制和測(cè)量一側(cè)的數(shù)據(jù)速率可能仍然在1 Mbps以下。由于相關(guān)的濾波要求可以被看作是窄帶，因此零中頻架構(gòu)將需要同時(shí)解決直流失調(diào)和CMOS閃爍噪聲等難題。

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　　示例：相位噪聲如何影響阻塞性能有許多參數(shù)會(huì)影響收發(fā)器的阻塞性能。通常來(lái)說(shuō)，窄帶阻塞性能由接收機(jī)信道濾波器的抑制曲線(xiàn)決定，寬帶阻塞性能由接收機(jī)本振（LO）的相位噪聲性能決定。

　　阻塞通常利用誤碼率（BER）測(cè)試來(lái)衡量，其方法是將接收機(jī)的輸入功率設(shè)置在+3 dB的靈敏度水平，然后找出導(dǎo)致BER下降10-3的最大阻塞信號(hào)功率。接收機(jī)的寬帶阻塞性能可以通過(guò)下式估算：

　　MaxBlocker （dBm） = -174 dBm +3 dB + 噪聲系數(shù) – 相位噪聲- 6 dB

　　其中，MaxBlocker指導(dǎo)致BER下降10-3的最大阻塞信號(hào)功率（單位dBm）；相位噪聲指接收機(jī)的LO相位噪聲，噪聲系數(shù)指接收機(jī)的噪聲系數(shù)。表1以對(duì)比方式列出了從多家供應(yīng)商的收發(fā)器相位噪聲性能得出的最大阻塞水平。

　　在這個(gè)簡(jiǎn)化的示例中，容易看出LO相位噪聲對(duì)最大阻塞水平的重要性。在10 MHz偏移時(shí)，-142 dBc/Hz的LO性能將產(chǎn)生-30 dBm的最大阻塞水平。

　　相比之下，對(duì)于LO相位噪聲為-130 dBc/Hz（同樣在10 MHz偏移時(shí)）的收發(fā)器， 其最大阻塞水平為-42dBm.為了實(shí)現(xiàn)類(lèi)似的性能，天線(xiàn)輸入端需要使用外部RF頻段選擇或SAW濾波器來(lái)改善阻塞性能。然而，這會(huì)提高系統(tǒng)總成本，RF濾波器的插入損耗也會(huì)降低接收機(jī)的噪聲系數(shù)。

　　無(wú)線(xiàn)計(jì)量應(yīng)用還必須考慮接收機(jī)的IIP2和IIP3性能，特別是在城市環(huán)境下，其中的高帶內(nèi)和帶外干擾水平可能會(huì)在混頻器輸出端產(chǎn)生有害頻譜產(chǎn)物，從而限制接收機(jī)的可用動(dòng)態(tài)范圍。作為器件對(duì)雙音干擾的韌性要求的基準(zhǔn)，本例所述收發(fā)器的實(shí)測(cè)IIP2為+18.5 dBm，IIP3為-11.5 dBm，同時(shí)功耗保持在12.8 mA的較低水平。此外，片內(nèi)RISC處理器支持片內(nèi)里德所羅門(mén)前向糾錯(cuò)（FEC）功能，這使它對(duì)瞬態(tài)干擾或快速信號(hào)衰落環(huán)境所造成的突發(fā)類(lèi)型錯(cuò)誤更具韌性。

　　相位噪聲的重要性及其對(duì)接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍性能的影響，對(duì)空閑信道評(píng)估（CCA）也有意義。在基于競(jìng)爭(zhēng)的“先聽(tīng)后發(fā)”MAC協(xié)議中，表計(jì)的接收機(jī)會(huì)在它要用來(lái)發(fā)射的信道上進(jìn)行功率測(cè)量。空閑信道指接收機(jī)“看到”的功率測(cè)量結(jié)果接近熱噪底的信道。線(xiàn)性度和/或相位噪聲規(guī)格不佳的無(wú)線(xiàn)電可能會(huì)將大干擾信號(hào)看作高噪聲，導(dǎo)致始終不能通過(guò)CCA測(cè)試。由于這種失敗，嚴(yán)重干擾或線(xiàn)性度/相位噪聲規(guī)格不足可能會(huì)妨礙某些節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)通信。

　　總而言之，用于計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施的多數(shù)收發(fā)器都是在成本和功耗限制范圍內(nèi)提供最高性能，這需要精心細(xì)致的設(shè)計(jì)以及對(duì)許多參數(shù)進(jìn)行艱難的權(quán)衡。系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員必須明白，除了靈敏度和信道選擇之外，還要分析接收機(jī)的非線(xiàn)性度及其抗干擾能力，并將其視為智能電網(wǎng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的一部分。

　　影響當(dāng)前部署的未來(lái)問(wèn)題

　　對(duì)AM器件的干擾增加

　　計(jì)量通信系統(tǒng)所在的環(huán)境預(yù)期會(huì)不斷變化。流應(yīng)用或高集中度需要更高的帶寬，調(diào)制方案將更加復(fù)雜，需要大量幅度調(diào)制（AM）器件，因而干擾可能會(huì)更加嚴(yán)重?？紤]到這些極具挑戰(zhàn)性的干擾，IIP2和IIP3規(guī)格對(duì)于無(wú)線(xiàn)電和網(wǎng)絡(luò)性能將變得更加重要。

　　窄帶越來(lái)越窄

　　最近，F(xiàn)CC提高了Part 90特許執(zhí)照頻段的頻譜效率要求，美國(guó)的許多計(jì)量系統(tǒng)都使用這一頻段。Part 90私人陸地移動(dòng)服務(wù)頻段以前分配有12.5 kHz和25 kHz信道，后來(lái)增加了6.25 kHz信道。25 kHz信道正在逐漸淘汰，并且增加了提高頻譜效率的要求，以便支持每6.25 kHz帶寬4.8 kbps的數(shù)據(jù)速率。隨著時(shí)間推移，預(yù)計(jì)全球都會(huì)實(shí)施更加嚴(yán)厲的頻譜效率規(guī)定，迫使業(yè)界使用更加復(fù)雜的調(diào)制或更低的調(diào)制指數(shù)。

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　　為新的協(xié)議和安全標(biāo)準(zhǔn)提供更大裕量

　　智能電網(wǎng)的RF挑戰(zhàn)可以概括為預(yù)估當(dāng)前及未來(lái)的頻譜挑戰(zhàn)，并且適當(dāng)?shù)貦?quán)衡RF器件的性能、功耗與成本。隨著工業(yè)通用的協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)日漸被采用，業(yè)界需要更多適應(yīng)未來(lái)發(fā)展的策略，以便擴(kuò)展到所有資源，包括RF、處理器和存儲(chǔ)器。一個(gè)例子是ZigBee SEP 1.0預(yù)計(jì)會(huì)升級(jí)到ZigBee SEP 2.0.許多智能表計(jì)支持ZigBee認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)，使用智能能源配置

　　方案1.0與未來(lái)的家用設(shè)備通信。新的ZigBee智能能源配置方案2.0正在開(kāi)發(fā)之中，支持基于IP的尋址，并且重新定義了MAC和PHY之上的各層。電力公司強(qiáng)烈希望部署能夠支持現(xiàn)有SEP 1.0標(biāo)準(zhǔn)的電表，同時(shí)希望確保在新的配置方案完成后，電表能夠下載新的配置方案。這只是有關(guān)新標(biāo)準(zhǔn)的許多升級(jí)要求中的一個(gè)示例，所有這些都需要在處理能力和存儲(chǔ)器方面提供更大的裕量。

　　總結(jié)

　　智能電網(wǎng)在技術(shù)、市場(chǎng)和社會(huì)方面帶來(lái)了許多挑戰(zhàn)。RF設(shè)計(jì)人員必須提出新的優(yōu)化措施，滿(mǎn)足工業(yè)級(jí)產(chǎn)品的需求，使其能在日益擁擠的頻譜環(huán)境中數(shù)十年如一日地工作，由此我們將獲得能夠靈活適應(yīng)電力需求和供應(yīng)發(fā)展的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。

　　作者簡(jiǎn)介：

　　James Frame于1995年、1995年和1998年分別獲得伊利諾伊大學(xué)香檳分校電氣工程學(xué)士學(xué)位、碩士學(xué)位和博士學(xué)位。他已在ADI公司工作5年，目前是能源部系統(tǒng)應(yīng)用工程師。此前，他曾作為資深開(kāi)發(fā)工程師在Advantest America工作過(guò)5年。

　　Jeritt Kent擁有愛(ài)達(dá)荷大學(xué)電氣工程學(xué)士學(xué)位和碩士學(xué)位。他已在ADI公司工作11年，目前是工業(yè)和儀器儀表部RF和能源專(zhuān)家。此前，他曾受雇于AllegroMicrosystems，并在American Microsystems Inc.從事過(guò)6年的CMOS ASIC設(shè)計(jì)工作。

　　Ian Lawee 于1988 年獲得賓夕法尼亞大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)士和碩士學(xué)位，并于1995 年獲得麻省理工學(xué)院電氣工程碩士學(xué)位和工商管理碩士學(xué)位。他目前擔(dān)任ADI 公司市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理，負(fù)責(zé)電能通信、電源和測(cè)量IC 的營(yíng)銷(xiāo)工作。此前，他在半導(dǎo)體測(cè)試和測(cè)量行業(yè)工作過(guò)14 年，擔(dān)任過(guò)工程和營(yíng)銷(xiāo)管理方面的多種職位。