多跳中继宽带电力线通信网络中的OFDM跨层资源分配

为保障宽带电力线通信网络的有效性和可靠性,提出一种综合多跳中继宽带电力线通信网络的业务层、网络层、介质访问控制(Media Access Control,MAC)层和物理层信息的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)跨层资源分配方法。首先建立综合跨层信息的MAC层数据包调度效用值模型和基于公平性阈值控制的物理层子载波分配模型。提出为满足各用户服务质量需求的MAC层高效用值数据包优先调度准则。再将该模型和准则应用于宽带电力线通信网络各交叉节点的资源分配过程中。最后在典型电力线信道环境下对所提算法及对比算法进行仿真。仿真结果表明所提算法能够保证实时用户与非实时用户的通信速率和时延的服务质量需求,且具有较大的系统吞吐量和较好的时延特性,有效解决了多跳中继宽带电力线通信网络的OFDM资源分配问题。     

混合业务公平的宽带电力线正交频分复用系统跨层资源分配

在宽带电力线正交频分复用系统通信容量资源不足、实时业务要求固定速率/比特和非实时业务要求最小速率/比特、总功率受限子载波等功率的约束下,建立满足实时业务稳定性和非实时业务公平性的多目标优化跨层资源分配模型,提出混合业务公平性与速率自适应相结合的跨层资源分配算法。在典型电力线信道环境下进行仿真和分析,结果表明提出算法性能优于对比算法且更满足多用户混合业务电力线通信资源分配的多目标优化要求。     

考虑功率谱限制的电力线通信比特分配算法

为了减小电力线通信的电磁干扰，提高通信系统的服务质量，提出一种功率谱限制条件下的比特分配算法。该算法将复杂的非线性优化问题根据不同的优化约束条件，分解为三个求解阶段。在分析最优分配条件的基础上，利用贪婪法原理设计分配算法，从而降低了算法的运算量。为了进一步提高算法的运算速度，在分析比特分配损失上限的基础上，提出一种快速的次优分配算法。相比于已有算法，该算法在保证系统通信性能的同时，提高了运算速度。在典型电力线信道环境下的仿真分析表明，该算法适合于功率谱限制条件下的高速电力线通信。     

基于量子遗传算法的宽带电力线多用户通信资源分配

研究了宽带电力线通信在功率谱限制和比例公平约束条件下的资源优化分配问题,提出了基于量子遗传算法的资源分配方案.在功率谱限制条件下通过量子遗传算法进行子载波的分配,再根据总功率分配情况判断是否需要进行功率调整.利用欧洲开放电力线研究联盟(OPERA)提供的信道模型,在等比例分配和依信道分配2种不同的比例系数约束下进行了仿真实验.结果表明:所提出的方法可以提升系统的容量,也能很好地平衡多用户之间的比例公平性.与max-min算法及传统比例分配算法相比,该方法对系统的整体传输容量提升约为5%～10%.增加了频谱利用率,具有良好的比例公平性.     

基于公平因子的宽带电力线OFDM系统跨层资源分配

针对宽带电力线通信OFDM系统的资源优化分配问题,在分析低压宽带电力线通信系统网络结构的基础上,建立资源不足且存在多种实际约束下多业务多用户在多子载波上的资源分配模型,提出一种基于公平因子及用户紧急度的跨层资源分配算法,在保证RT用户最小速率及NRT用户间公平性的同时最大化系统吞吐量。典型电力线信道环境下的仿真结果表明,算法在满足资源分配模型优化目标下性能更优。     

宽带电力线载波通信物理层资源分配新算法

宽带电力线载波基于正交频分复用技术可实现电力串行通信数据的并行传输,增强了电力通信系统的实时性与高效性.针对宽带电力线载波通信资源分配问题,文中提出了一种低复杂度的物理层资源分配算法,首先基于等功率分配方式确定各用户为满足其最低速率需求所需的子载波集合,将多用户资源分配问题降维成单用户资源分配问题,之后对各用户所分配的子载波集进行功率优化,实现系统吞吐量的进一步提升.实验表明所提算法在满足更多用户并发业务的最低传输速率需求的同时,有效提升了网络吞吐量.     

面向并发多业务的宽带电力线载波通信跨层资源分配算法研究

宽带电力线载波通信采用自适应正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)技术有效提升了通信速率,为实现电力多业务应用提供了丰富的通信资源保证。现有研究多是基于单一层级的网络状态进行资源划分,各业务所需速率多为静态预先设定且为固定值,因此会导致各子载波信噪比存在明显差异性的情况下,系统无法根据业务的不同QoS需求及网络中实时队列长度对所需资源进行自适应调整。抑或缺乏依据当前网络状态的动态调配灵活性,导致通信资源的浪费或通信需求无法满足。文章针对并发多业务的资源分配问题,通过应用层、数据链路层、物理层间的数据映射,建立了跨层资源分配模型。根据应用层电力多业务的QoS需求、数据链路层缓存区内队列长度以及底层物理层子载波和系统功率,将数据分组等待时延以及分组损耗映射为实时/非实时类用户的最低传输速率,进而提出基于效用函数的MAC层用户调度和物理层资源分配算法。最后通过典型电力线信道环境仿真实验发现:所提算法比现有2个电力线载波资源分配算法在多业务并发场景下单用户的吞吐量最高可提升47.62%,分组等待时延缩短37.25%,分组损耗降低72.04%。更好的资源分配使得文章所提算法能够在保证QoS需求情况下,允许更多的用户同时接入系统,有效提升了基于OFDM的宽带电力线载波通信资源利用率。     

单相配电网多用户OFDM通信系统的频谱优化

电力线通信应用OFDM作为调制解调方式，在典型的低压电力线信道上进行多用户通信时，存在信道频谱的优化问题。本文讨论了单相配电网的多用户OFDM通信系统环境下，子信道和功率的分配问题，对原有的一种快速次优算法进行了改进，在算法中整体考虑未能满足速率要求的所有用户，同时在改变初始分配结果时更为有效的分配发射功率。仿真结果表明，在极少增加算法运行时间的情况下，改进后的算法比原算法在发射功率相同的情况下系统的整体传输速率有了较大的提高。证明改进后得算法可以更高的效率解决该系统中的频谱优化问题。     

单相配电网多用户通信中的频谱优化

提高配电网信道利用率、改善网络服务质量是配电网多用户通信系统的重要目标。讨论了在单相电力线条件下实现下行广播信道多用户频谱优化的方案,以及电力线多用户频谱优化问题的数学模型。给出了解决信号功率谱限制条件下的多用户频谱优化快速算法。在典型电力线信道环境下,比较了单用户和多用户传输性能。仿真结果表明,利用频谱优化的多用户传输能明显提高通信传输速率,对提高配电网通信性能具有重要的实际意义。     

多用户电力线通信自适应OFDM系统中的资源分配与交换优化

自适应正交频分复用(OFDM)是一种实现电力线多用户高速数据通信的技术，资源动态分配是这一技术的重要组成部分。文章针对电力线通信的限制条件，探讨了在最大总功率、各用户要求最小速率、各子载波分配最大功率和比特数的约束下，多用户在多子载波上自适应比特和功率分配的数学模型，提出一种新的速率自适应动态资源分配算法，其实现分为4个相互联系的阶段，依次是确定工作子载波、单用户资源分配、子载波和功率交换、比特交换和功率调整。在典型电力线信道环境下的仿真结果表明，该算法比已有的多用户频谱分配优化算法性能更优，能更好地满足多用户资源分配模型的目标要求。     

一种面向电力物联网的认知D2D网络能效资源分配算法

在电力物联网中为了提高D2D(device-to-device)网络的频谱效率和系统能效,考虑不完美信道状态信息(channel state information, CSI)的影响,提出了一种鲁棒能效最大的资源分配算法。考虑D2D用户最大发射功率约束、蜂窝用户功率约束和共道干扰功率约束,建立下垫式频谱共享模式下混合蜂窝/D2D通信的上行传输资源分配模型;考虑蜂窝用户干扰中断约束,基于最小最大概率机和辅助变量法,将原非凸优化问题转换为凸优化求解。基于凸优化理论,获得鲁棒资源分配问题的解析解。仿真结果表明所提算法的有效性。     

基于斐波那契树辨识算法的区域电网调速系统参数辨识

当前电网中单通道输送功率占比较高,电网出现大功率扰动的概率增大,频率稳定问题重新引起人们的关注。针对目前电力系统频率特性仿真准确度不足的问题,引入具有全局和局部交替寻优特点的斐波那契树优化算法,用于区域电网调速系统参数整体辨识。通过限制树的结构深度、调整全局搜索策略等调整,提高全局寻优能力和收敛速度,使算法适用于参数辨识工作,形成斐波那契树辨识算法。基于实测频率响应曲线,运用该算法对区域电网原动机及调速系统参数进行整体辨识,并进行了多算法对比分析。仿真结果表明,斐波那契树辨识算法应用于此领域具有较好的适用性与优越性。     

基于膜计算和蚁群算法的电网云平台资源配置方法

针对电力系统云平台快速应用发展情况下,电网数据分析处理资源利用不均衡、电力系统数据中心结构复杂的现状,文中提出基于电力分析计算任务划分的云计算虚拟资源配置方法,从而较好地解决当前云计算存在的资源调度不合理问题。该方法引入膜计算概念,将云平台下的复杂分析任务按资源配置时间的不同划分为多类;采用改进蚁群算法按照资源占用率和计算机能耗为应用目标逐类实现虚拟资源的优化分配。仿真证明基于任务划分和蚁群算法的电网云平台虚拟资源配置方法可以提高调度效率,均衡分配资源,较好地实现云平台虚拟资源利用的最大化。     

A VAR planning method with multiple power-flow states

The goal of reactive power (VAR) planning is to find the minimum cost installation plan of new reactive power sources so that the system voltage is maintained within an acceptable level. The consideration of multiple contingency states, together with the discrete nature of VAR facilities, creates a large-scale nonlinear mixed-integer programming (MIP) problem. To overcome the discrete nature of VAR facilities, an approximate method for the MIP problem is employed since the method is linear-programming based and thus efficient for large-scale problems. To treat the multiple contingencies, a resource directive decomposition approach is used in the proposed algorithm. If the number of installed VAR sources is fixed, the overall problem can be reduced to independent subproblems. Then subproblems are coordinated to give a VAR installation pattern in which installation cost becomes less than before. The algorithm proposed is tested for a 135-node real-size system and the results show the validity and effectiveness of the algorithm.     

基于频率自适应 PLL 的传动系统牵引电机转速实时估计

为满足传动系统在牵引电机无速度传感器控制、速度传感器异常诊断与预测等领域对牵引电机转速精确估计的要求,提出了一种基于频率自适应锁相环的转速实时估计方法。首先针对传统锁相环(PLL)算法无法实现频率大范围跟踪问题,提出了一种前馈参考频率自适应调节的二阶广义积分锁相环(RFSOGI-PLL)算法,实现定子电流基波频率的大范围实时跟踪;再利用牵引电机转速与定子电流基波频率以及齿槽谐波关系模型,结合电机结构参数,实现了传动系统牵引电机转速大范围实时估计;最后在某型大功率交流传动系统上对所提算法的有效性进行了验证。仿真与试验结果表明,与传统PLL算法相比,所提的RFSOGI-PLL算法可有效提升算法对跟踪频率变化的适应性,满足牵引电机转速估计在快速性和估计误差等指标方面的要求。     

基于FPGA的可变带宽基带信号回放系统设计

针对不同带宽基带信号回放到目标中频的需求，设计了一种可变带宽基带信号回放系统。该系统以FPGA为核心数据处理单元，通过配置高速数模转换芯片AD9122和时钟芯片AD9516完成基带信号的回放功能。为解决不同带宽基带信号采样率与DAC发射速率不匹配的问题，设计了一种多速率处理算法，采用多级HB滤波器、CIC滤波器和Farrow滤波器级联的结构实现了任意倍的采样率转换功能。算法仿真和实际测试结果表明该系统能够以较少的资源消耗将1 kHz~20 MHz的可变带宽基带信号回放到目标中频上，回放信号无杂散动态范围不低于60 dBc,满足实际通信系统需求。     

面向业务优先级的宽带卫星ATDM前向链路资源调度算法

研究了宽带卫星通信系统中异步时分复用(ATDM)前向链路资源受限条件下的资源调度问题。以优先传输实时业务、兼顾用户优先级以及系统吞吐量为优化目标，以调制编码模式、复帧数量和优先级等为约束，建立了资源调度目标函数。提出了以初始解集构造、增强全局搜索为核心的改进蚁群优化算法(ACO),求解该资源调度问题，避免了传统的蚁群优化算法存在初始阶段信息素匮乏导致的搜索速度过慢、局部搜索能力较弱以及易陷入局部最优等缺点，提高了算法在实时性、高效性需求较强的卫星调度过程中的应用。仿真实验表明，所提算法可以准确求得最优解，准确率高达99.8%,其收敛速度较传统算法提高了55.6%,与传统算法相比，所提算法已调度业务的目标函数f、综合权重y、系统吞吐量分别提高了8.4%、6.6%、12.1%,在资源调度方面具有良好的准确性、敛散性和优化性能，且与同类型优化算法相比具有更高的调度效率，适用于ATDM卫星通信系统资源调度。     

基于Prony算法的电力系统低频振荡分析

简要介绍了电力系统低频振荡的概念和产生原因,指出随着电网互联,低频振荡的危害也将更加严重。而后根据振荡特征提出了一种可用于分析电力系统低频振荡的方法———Prony算法,并介绍了算法的原理和计算步骤。通过对理想振荡波形进行分析,论证Prony算法在理想情况下的精确性。接着指出传统Prony算法在分析中所存在的缺陷,特别是噪声干扰对算法精确度的影响。在此基础上提出了一个较为简便的解决方法,利用仿真振荡波形分析说明改进后的Prony分析的精确度,针对其误差变化情况,讨论了分段Prony分析法,最后说明Pro-ny算法在电力系统低频振荡分析中的有效性。     

基于ZF准则的MU-MIMO下行链路联合预编码算法

多用户MIMO技术利用空间多址接入技术（SDMA）能够在相同时频资源上传送多个用户的信息,能够显著提高多用户分集增益,但由于多个用户占据相同的时频资源,系统中存在着用户间及用户自身天线间的干扰,经典的迫零算法可有效消除用户自身天线间的干扰,并不能消除用户间的干扰.结合联合预编码算法,对经典迫零算法进行了改进,同时针对系统中仍存在残存干扰的问题,引入了一个预滤波系数,使得改进的算法可以同时消除用户间及用户自身天线间的干扰.通过搭建系统级仿真平台验证在同一信噪比下,改进的算法相对基于ZF准则的预编码算法提高了系统容量,降低了系统误码率.