随着 能源互联 网 和 智 能 电 网 的 不断发展 ， 更多 的 电 力业务终端 （ 如配 电 自 动化终端 、 用 采业务终端 、 精准 负 荷控制 终端 、 输 电监控终端 、 充 电桩终端等 ） 会接入 电 力物联 网 通信 网 络 。 这种通信 网 络具有 电 力 业务节 点 众多 （ 大规模接入 ） 、 终端接入 时 刻 随机 （ 随 机接入 ） 、 信 息 传输安全可靠性高等特 点 。 如 何设计 和采用 安 全可靠 的 通信技术是实现 电力物联 网 通信 网 络 的 重 要 问 题 。 本 文 考 虑 电 力 多 业 务 接 入 跳 频 （ Ｆｒｅ ｑｕｅｎｃｙ Ｈｏｐｐｉ ｎｇ ， ＦＨ ） 通信 网 络架构 ， 在 电力 主站 范 围 内 ， 大量业务节 点 通过跳频技术接入 网 络 ， 这些 节 点 接入 时 间 是 随机 的 。 不 同 业务 间 可能存在干扰 ， 且主站范 围 内 可能存在恶意干扰机 。

跳频技术是一 类经典 的 可靠通信方式 。 跳频信 号 的 中 心 频率 随着给定 的 跳频 图 案 （ 跳频序列 ） 随机跳 变 ， 这种通信方式可从频域有效地避开恶意干扰信号 ， 实现恶意干扰消 除 ； 同 时 ， 若 一 个数据符号通过多 跳 发送 （ 快跳频方式 ） ， 可进一 步利用 频率分集 降低 多 径衰落和 恶意干扰 的 影响 。 另 外 ， 通过优化设计跳频 序列集合能有效控制 频 点 碰撞概率 ， 避免多 节 点 之 间 的 互干扰 ， 提供较优 的 多 址接入能力 。 由 此可 以 看 出 ， 跳频 图 案是跳频技术 的 核 心 ， 决定 了 跳频通信 系 统 的 上述特性 。

目 前 ， 已 有 的 跳频序列 （ 图 案 ） 均 以 频 点 满足伪 随机特性为主要 目 的 。 这类伪 随机跳频序列 中 各频 点 分布均 匀 性 ， 可实现恶意 干扰和跳频 网 络 内 互干扰均 匀化 ， 使每个用 户 节 点 都 能获得较好 的传输性能 。 也正是 由 于频 点 的 均匀 性 ， 传统伪 随机跳频在任意 时延 接入下频 点 的碰撞概率都基本 一 致 。 传统跳频序列 个 数和频 点 碰撞概率完全受频 隙 集合大小 限制 ， 无法实 现大规模节 点 接入 。 此外 ， 在任意 时延下传统跳频序 列 的 频 点 碰撞较大 ， 不利于 电 力 通信高可靠性传输需 求 。 在 电 力 物联 网 场景下 ， 希望采用 的 跳频序列 具有 跳频序列 条数 多 （ 满足大量节 点 接入 ） 、 跳频频 点 随 机性好 （ 减小恶意干扰 ） 、 在任意 时延下 跳频序列 的 汉 明 相 关值小 （ 减小 用 户 互干扰 ） 等特 点 ， 但是 目 前 的 最优伪 随机跳频序列无法完全满足上述 需求 。

最优伪 随机跳频序列无法完全满足上述 需求 。 针对 电力物联 网 通信特 点 ， 本文提 出 一 种基于新 型 低碰揸 区 （ Ｌｏｗ Ｈｉ ｔ Ｚｏｎｅ ， ＬＨＺ ） 跳频序列 的 电力 跳 频通信 网 络 。 基于常规伪 随机跳频序列 集 ， 采用 移位 跳频序列 组合方法给 出 该跳频 图 案 的 产生方法 。 与传 统跳频序列 相 比 ， 新型 ＬＨＺ 跳频序列可提供两级 的 汉 明 相关值 ： 在较小 接入时延下 ， 新型 ＬＨＺ 跳频序列 的 汉 明 相 关值尽可能小 ； 在大接入时延下 ， 新型 ＬＨＺ 跳 频序列 的汉 明 相关值虽 略有增加 ， 但仍小于传统跳频序 列 。 由 此 ， 新型 ＬＨＺ 跳频序列可实现随机接入下 的低 碰撞概率 。 与类似 的无碰撞区 （ Ｎｏ Ｈｉ ｔ Ｚｏｎｅ ， ＮＨＺ ） 跳 频序列相 比 ， 在相 同频隙个数条件下 ， 新型 ＬＨＺ 跳频 序列 的序列 条数更多 ， 更适合大规模 电力 业务终端接 入 。 以 Ｆ ＳＫ 调制异步跳频码分多址系 统 的上行链路为 例 ， 验证了 采用 新型 ＬＨＺ 跳频序列 的 电力物联网通信 系 统的传输性能 。 研宄表 明 ， 基于 ＬＨＺ 跳频序列 的跳 频通信体制可为 电力物联网提供大规模节 点 安全接入 。

 关键词 ： 电 力物联 网 ； 跳频通信 系 统 ； 低碰撞 ； 跳频 序列 ； 误码率

杜 书 １ ， 马 玫 １ ， 赵波 １ ， 曾 琦 ２ ， 刘 星 ２ （ １ ． 国 网 四 川 省 电 力 公司 信 息 通信公司 ， 四 川 成都 ６ １ ０ ０ ０ ０ ； ２ ． 四 川 大 学 电 气工程 学 院 ， 四 川 成都 ６ １ ０ ０ ６ ５ ）