面向可中断负荷控制的需求响应通信业务优化

需求响应(DR)常态化的发展依赖于高可靠性的信息交互,尤其是在无线传输应用中。为了提升当前DR中可中断负荷控制的通信信道质量,设计了一种基于信噪比和信道增益的自适应空时预编码策略。所提策略结合DR通信需求,在提高信息传输可靠性的同时自适应规避编码引入的额外计算开销。首先,基于中国DR信息交互规范,结合实际信息传输和控制的频度要求,规定DR不同时段传输的通信服务等级。然后,引入可以优化提升信道增益且DR终端计算开销更低的Alamouti编码技术。在此基础上,利用自适应预编码机制的Alamouti编码策略优化信息传输质量。仿真实例验证了所提算法的有效性。     

基于模糊逻辑改进加权公平队列的需求响应业务调度策略

为应对日益增长的需求响应业务服务质量需求,首先分析了需求响应业务流特征,并建立了需求响应业务的精细化业务流模型。其次,通过对需求响应通信时延进行分解,分析了造成需求响应通信网络拥塞的主要原因。然后,为了满足需求响应业务服务质量需求,考虑了需求响应通信网络负载状态、业务突发度的动态特性,提出了一种基于模糊逻辑改进的加权公平队列动态调度策略。仿真实验结果表明,所提需求响应通信动态队列调度策略可以兼顾不同需求响应业务的服务质量需求,减小低优先级需求响应业务传输时延的同时,改善了传输时延抖动特性。     

面向需求响应业务的灵活弹性传输策略

随着需求响应(demand response,DR)不断深化实践,未来需要依靠高可靠的信息交互支撑精细化的DR控制.然而在DR无线通信场景下,复杂的信道环境极大影响DR高效的信息交互,现有技术难以匹配和满足DR业务的特性.针对DR无线传输中的信道质量问题,设计了面向DR业务的灵活弹性传输策略,该策略通过自适应编码实现....     

一种新的低压电力线通信比特和功率分配算法

为了提高低压电力线通信的传输速率和信道容量,提出了一种新的比特和功率分配算法。利用正交频分复用(OFDM)自适应比特分配方法动态调整了信号的调制方式,在此基础之上分析了电力信道传输信号的误码率。选取电力线多径传输模型作为信道模型,结合注水法和通信服务质量(QoS)提出了基于特定QoS的约束注水法,得出了最大化信道容量的闭式解,分析了影响信道容量的主要因素。仿真结果表明:4QAM调制方式对应的误码率最小。与已有注水法相比,所提功率分配算法的性能最优,当信噪比为40dB时,信道容量可达960Mbps,从而实现了电力信道传输速率的大幅升级。     

PLC信道特性分析及建模仿真

使用低压电力线作为通信信道具有很多优势,但同时又具有对高频信号衰减强、噪声干扰大、多径和时变性等特点。因此,在研究信号调制、编码、传输和解调等通信模块时,有必要对信道特性进行分析以保证系统的通信质量和提高通信速率。通过对信号传播模型、噪声模型的研究及测量结果的分析,提出了一种基于统计方法得出的低压电力线载波信道模型,并进行仿真,与测试结果进行对比分析。     

计及倒换时延的需求响应业务P圈保护策略

为应对日益增长的需求响应业务传输带宽需求,该文设计了一种考虑节点与链路业务承载能力的动态负载均衡模型,利用该模型能够有效实现网络局部业务疏导,将业务导向负载能力大的且保护水平高的链路上。同时,利用重要度将需求响应业务与非需求响应业务进行区分。在该基础上利用启发式算法自适应学习,有选择地针对需求响应业务提供不同的保护方式。以传统P圈配置和复用的方式为低重要度的业务配置保护路径,而高重要度的业务分别复用已配置P圈中单链路故障下的倒换时延最小保护路径。从而进一步提高资源利用率,降低阻塞率。仿真实验结果表明,所提的基于动态负载均衡的最小倒换时延P圈保护策略能在一定程度上提高资源利用率,降低冗余度的同时,实现重要等级高的业务倒换时延最小化目标局部最优求解。     

基于PLC信道的图像传输在智能电网中的应用

为提高智能电网中电力线通信(PLC)信道图像传输性能,提出了一种在PLC信道上使用基于LDPC编码的OFDM系统来实现图像传输的方法。通过实际测量获得PLC信道数据;构建PLC信道建模,并利用遗传算法(GA)对PLC信道模型进行优化;在PLC信道上,利用基于低密度奇偶校验编码(LDPC)的正交频分复用(OFDM)系统来实现图像的传输。仿真实验中,比较了未编码和LDPC编码的OFDM系统的传输性能。结果表明,LDPC编码的OFDM系统能够高质量的传输图像,同时具有较高的安全性,可很好地应用于智能电网电力线上的图像传输。     

基于COFDM的高速电力载波通信及其SystemView仿真

传统电力线载波机已经越来越不能满足实际的需要,而基于编码正交频分复用(COFDM)调制技术的载波机可实现高速数据通信。介绍了COFDM技术的核心调制正交频分复用技术(OFDM),其基本原理是将编码后的串行数据转换为并行数据,采用频率上等间隔的N个载波分别调制,调制后的N个子载波信号相加后同时发送。信号编码采用外码RS(Reed-Solomon),内码为TCM(TrellisCodedModulation)的级联纠错编码。采用SystemView仿真软件对电力线信道模型的误码率性能作了仿真,结果表明电力线载波系统COFDM调制技术是可行的,能实现良好的通信。     

基于功率谱相对值判决的多载波编码调制

针对低压配电网的信道特性及现有调制解调技术的局限性,提出基于功率谱相对值判决解调的多载波编码调制方案。方案采用多载波调制,接收端通过数字信号处理技术对接收信号进行功率谱估计,利用谱估计结果进行判决解调。在模拟的低压电力线载波信道条件下,对调制解调方案进行了仿真。结果证明方案能有效抑制多种噪声,且对信道具有较强的自适应能力。与传统的多载波调制技术比较,传输特性有明显改善(在高斯白噪声信道中误比特性能改善约4dB)。     

计及通信资源优化的电力线载波通信路由算法研究

基于电力线载波技术的用电信息采集系统实现全网信息可交互,为负荷需求侧响应、预付费管理、配变监测分析等业务的数据和控制指令提供必要的通信通道,是电力系统实现智能化的关键技术之一。随着电网规模的增大、业务类型和数据量的增多,无论是窄带载波还是宽带载波都将呈现出信道资源紧张,传输能力下降的问题。为保障用电信息采集数据的准确可靠传输,基于业务区分服务模型,本文提出一种计及通信资源优化的电力线载波通信路由算法。算法实现了对不同类型业务的快速分组和传输路径区分计算。根据电力线载波通信网络当前资源现状,同时考虑不同业务类型的QoS需求而制定多目标函数,使业务能够全局优化使用通信资源,在一次路由中满足多服务质量需求。通过实验仿真,证明了本文所提出算法在优化网络资源方面具有较优性,并能够有效避免网络拥塞和传输数据丢失的发生。     

基于QoS策略的低压电力线信道容量研究

为了在有限的传输带宽内使低压电力线信道容量最大化,提出了基于特定QoS策略的约束注水算法。该算法以低压电力线信道多径传输模型为研究基础,从信号功率受限的角度出发,导出了信道容量最大化的闭式解,分析并得出信道分支支路数和终端负载阻抗是影响信道容量的主要因素。利用正交频分复用(OFDM)技术对输入信号进行离散化调制,得到了不同信道状况下的最大传输比特数。仿真结果表明,所提算法的信道容量优于已有注水法,在信噪比为40dB时,所提算法的最大容量为经典注水法的1.37倍,完全满足低压电力线高速载波通信的要求。     

基于自适应最小均方误差算法实现10kV电力线通信的噪声对消

首先介绍了中压电力线信道噪声通用模型,对现场采集的噪声进行互相关系数计算,并采用对称分量法进行相关性分析,得出三相电力系统相间噪声具有一定相关性的结论。改变单相传输模式,根据两相噪声的一致性特点,提出基于自适应最小均方误差(least-mean-square error,LMS)算法实现中压电力线通信(medium voltage power line communication,MV-PLC)的噪声对消。自适应LMS算法虽然收敛速度较慢,但是计算量小,易于实现。仿真结果表明,噪声对消方法的采用有效改善了10kV中压电力线的信噪比,为10kV配网自动化系统采用载波通信技术提供了新的实现途径。     

基于AMC的可伸缩视频多播中调制编码方案分配

受限于频谱资源有限性以及无线链路质量差异性,有效的编码调制方案成为视频多播中亟需考虑的关键问题,选择先进的信源编码以及自适应编码调制技术能够有效降低信道差异造成的影响。提出一种适用于带宽无线网络的分层视频多播传输策略。该策略将自适应调制编码(AMC)与可伸缩视频编码(SVC)相结合,首先将系统效用函数表示为与用户接收速率相关的通用效用函数,通过使用平均分配方法为多播视频流分配一定的无线资源,使用遗传算法为每个视频流的视频层选择一种合适的调制编码方案(MCS),同时为了提高算法收敛特性,在目标函数中引入了动态惩罚项。最后将该算法与已提出的贪婪算法以及启发式算法进行比较,仿真结果表明,提出的用于解决视频层调制编码方案选择的遗传算法能够有效的提高系统性能,为用户提供更好的视频服务质量(QOS)。     

基于空时编码的水声MIMO通信系统的应用研究

由于水声信道存在严重的频率选择性衰落和多径干扰,使得水声通信系统的数据率和传输信号的信噪比受到极大的限制。为此,提出了一种基于空时分组编码（STBC）的水声多输入-多输出（MIMO）通信编码方案,即＂空时分组扩频编码方案（space time block spread code）＂,该方案应用扩频技术有效地克服了水声信道中多径干扰对STBC正交性的影响。给出了采用频移键控和差分相移键控调制的STBSC-MIMO实现方案,对方案的误比特率性能进行了仿真分析。仿真和试验结果表明,在多径水声信道中,STBSC-MIMO方案可以得到有效的应用。     

中压电力线的通信耦合与误码率分析

随着智能电网的高速发展,通信系统对传输效率、自动化及可靠性的要求越来越高,传统单载波系统和多载波系统已经不能满足。中压电力线宽带载波通信技术是解决配网自动化瓶颈问题的最佳通信方式,其高效、可靠的耦合技术满足通信需求。本文结合现场实际情况的测量和分析,通过对中压配电网信道特性及OFDM技术分析了10 kV中压电力线载波通信模型及其耦合特性。通过建立通信耦合系统模型分析了不同信噪比及误码率的关系曲线,实验结果表明采用OFDM调制技术能有效克服电力线信道传输的频率选择衰落特性,并增强系统的抗多径干扰的性能。     

电力多载波系统自适应信道估计算法研究

文章将欧洲第二代数字地面电视广播标准(DVB-T2)应用于电力通信系统,并重点对接收机信道估计进行了研究。DVB-T2采用编码正交频分复用(COFDM)调制方案,其信道估计传统上采用基于导频的实系数内插方法,不能对抗长时延回波。文章提出了一种基于最小均方误差(LMS)自适应的复系数内插信道估计方法,确保动态无线信道中电力系统信息的稳定传输。仿真结果表明,该算法对无线信道信息有更高的估计精度,可以改善电力多载波系统的误码性能。     

智能配电网无线传感器网络数据通信的QoS-MAC层模型

根据中国电力工业通信规范对配电网通信数据的要求,研究了一种在IEEE 802.15.4标准媒体访问控制(MAC)层协议中引入服务质量(QoS)支持的信道访问机制QoS-MAC模型。通过将配电网遥信、遥控、遥测三类通信数据分为3种优先等级的传输数据,建立节点内三级数据缓冲队列状态的马尔可夫链模型。依据该模型建立了每个节点的信道访问冲突模型、不同优先级数据网络有效吞吐率模型、传输延时模型、节点的无线信道冲撞率模型。通过仿真实验研究,衡量配电网无线传感器网络数据通信的性能。在不同的配电网数据产生率的情况下仿真实验结果表明,所提出的方法可为基于无线传感器网络的配电网数据通信提供有效的QoS保障。     

智能电网可靠性需求约束下无线发射功率模型预测控制

在基于无线传感器网络(WSN)的智能电网数据采集与通信的应用中,通信可靠性是WSN的关键技术指标。提高发射功率会增加通信的信号强度和可靠性,但同时会导致节点间相互干扰增加。针对这一矛盾,基于自适应模型预测控制的方法,研究智能电网中WSN发射功率优化问题。依据无线通信链路路径损耗模型分析了影响智能电网无线通信信噪比的主要因素,并构建了系统状态空间模型;通过实时估计信噪比随机波动置信区间下界对系统期望信噪比给定进行补偿,并基于模型预测控制的算法,优化求解节点发射功率;最后,通过仿真软件将所提算法与自适应传输功率控制(ATPC)算法及势反馈控制(PFC)算法进行对比分析,并采用WSN硬件平台对算法进行测试。结果表明,所提出的自适应模型预测控制算法可以在保证智能电网无线通信可靠性条件下,降低由节点发射功率较大导致的相互干扰。     

差分码移键控在低压电力线抄表中的应用

随着自动抄表技术和低压电力线通信技术的日益发展,利用低压电力线作为媒介的抄表方式得到了广泛关注.但由于我国低压配电网强干扰的特性,此方式的应用效果很不理想.分析了低压电力线信道特性,研究了抗干扰力强的差分码移键控(DCSK)的调制解调原理,提出了基于低压电力线抄表系统的DCSK通信方案.丈章建立了电力线信道模型,对抄表系统常用通信手段进行了对比仿真,证明了该方案的可行性,并在现场测试成功,在保证传输可靠有效的情况下,提高了传输速率,降低了信道信噪比和解扩时严格同步的要求,抄表效果良好.     

基于低压电力线实测信道特性的0FDM分析和仿真

根据大量实测数据，得到了3种典型情况的低压电力线信道特性，基于此，对利用正交频分复用(OFDM)调制技术实现高速载波通信的问题进行了分析和仿真研究。讨论了这种通信系统的抗多径干扰性能以及通信系统的参数问题，针对几种不同的信号调制方式和不同的发送功率，对OFDM系统的传输性能进行了时域仿真，结果表明，在具有一定的允许发送功率时，使用OFDM技术完全可以实现低压电力线的高速数据通信。