载波聚合技术在电力无线通信系统中的应用

分析了载波聚合中MAC层聚合和物理层聚合两个实现方法,结合电力应用需求,提出了HARQ的混合调度控制的载波聚合应用策略以及230 MHz频段的子载波分配方法,利用载波聚合与频谱感知技术,实现基于230 MHz频段的无线通信系统,完成了实验室功能测试,并验证了本系统在工作时不会对原230 MHz电台造成任何影响。     

基于230MHz电力专用频谱的载波聚合技术

无线专网通信技术是中低压通信接入网络中的重要组成部分,但频谱资源的有限性是制约电力无线专网技术发展的重要因素。目前电力专用230MHz频谱只能支持很低的传输速率和频谱效率,为了提高频谱效率,承载更高传输速率的业务,文中提出了在该频段上使用载波聚合技术。结合230MHz频段特点,设计出载波聚合的数字电路。为验证载波聚合的实现效果,对230MHz频谱上使用载波聚合后的传输速率进行估算,并在新型电力无线宽带系统中进行实验验证。计算和实验结果都表明:通过载波聚合技术,该频段的频谱效率有显著提高。     

电力系统无线数传网的改进与优化

从网络结构、信道利用、频谱利用率和通信可靠性等几个方面分析了230 MHz频谱资源利用存在的问题,并结合目前的无线通信技术提出基于蜂窝的230 MHz频段无线资源优化的可行性方案。该方案为实现大容量、高频带利用率、传输可靠的无线电力通信专网提供了理论基础。     

电力系统无线数传网的改进与优化

从网络结构、信道利用、频谱利用率和通信可靠性等几个方面分析了230 MHz频谱资源利用存在的问题,并结合目前的无线通信技术提出基于蜂窝的230 MHz频段无线资源优化的可行性方案.该方案为实现大容量、高频带利用率、传输可靠的无线电力通信专网提供了理论基础.     

TD-LTE230无线宽带系统在县电力公司中的应用

为了实现配电网业务的分层、分类、安全、稳定传输,TD-LTE230无线宽带系统利用TD-LTE技术与230MHz无线专用频谱的结合,采用频谱聚合与频谱感知等技术,满足了配电网多种业务的运行要求。通过先期验证测试和县电力公司的实际测试和应用加载运行,系统的主要性能指标达到了预期。系统的覆盖、容量、吞吐量等指标很好地满足了电力系统的业务要求。     

基于FPGA的电力无线专网频谱感知系统

针对230 MHz频段的频谱感知实现,本文设计了基于AD9364及FPGA的硬件系统。为了实现较高的频谱分辨率,采用数字信道化的方法,增加FFT计算的点数,最终的频谱分辨率为100 Hz。系统中的频谱感知采取能量检测的方法,该方法有效且易于实现,当信噪比大于3 dBm时,可以判断该频谱被占用。数字信道化及FFT均在FPGA中实现,频谱拼接和能量检测则在MATLAB中实现。通过多次的仿真测试可以证明该系统有效。     

“基于230MHz的电力光载无线通信技术研究与应用”科技成果通过鉴定

近日,中国电机工程学会召开科技成果鉴定会,对"基于230MHz的电力光载无线通信技术研究与应用"科技成果进行鉴定。鉴定委员会对研究成果给予高度评价。鉴定委员会认为研究成果在基于射频光载无线技术的分布式基站池、协同频谱感知和自适应实现技术、智能休眠与动态功控技术的研究和应用方面具有创新性,达到国际领先水平。     

无线认知传感器网络中基于时空相关性的协作频谱感知算法

无线应用的快速扩张使得未授权的工业、科学和医疗(ISM)频段十分拥挤,频谱资源稀缺已成为无线传感器网络发展的瓶颈。无线认知传感器网络允许传感器节点感知主用户的频谱空洞,并利用空闲频段进行通信而改善网络的通信能力。提出了一种基于时空相关性的协作频谱感知算法,该算法建立基于自回归模型的超采样序贯能量检测器以快速获得单节点的局部判决结果,然后为各节点分配时空相关的权重因子以进行加权序贯协作频谱感知,并给出精确的全局判决结果。仿真结果说明,相比于传统的序贯协作频谱感知算法,该算法可使用更少的采样数据量获得更优的频谱检测性能,从而以能量有效的方式提高网络的频谱利用率和数据传输效率。     

基于GNU Radio的230 MHz多通道主站电台的设计

采用GNU Radio技术及与其配套的硬件前端USRP设计和实现了230 MHz软件无线电多通道主站电台。该主站电台在调制方式上与现有无线电台设备全面兼容,覆盖了整个电力系统230 MHz全双工频段,可以同时在多个频点以不同的速率和调制方式与不同制式的从站电台进行双工通信。所提出的方案可以充分利用230 MHz无线频率资源,增加终端接入数量,提高通信系统组网的灵活性和可靠性,同时有效降低维护和升级的成本。     

基于FDD-LTE230的电力无线专网研究

鉴于智能电网的业务特性以及对信号覆盖区域强度的不同需求,提出了采用FDD-LTE230技术的无线专网方案。该方案充分利用230MHz电力专用频段和公用频段互为补充,发挥FDD-LTE系统的技术优势,较之TDD系统可为智能电网提供更大的覆盖范围,并且FDD支持对称业务,有效保证了智能电网的安全性和可靠性,避免了系统间干扰。分析表明,FDD-LTE230技术在电力的应用更能满足未来专网广域覆盖的需求。     

基于GNU Radio的230 MHz多通道主站电台的设计

采用GNU Radio技术及与其配套的硬件前端USRP设计和实现了230 MHz软件无线电多通道主站电台.该主站电台在调制方式上与现有无线电台设备全面兼容,覆盖了整个电力系统230 MHz全双工频段,可以同时在多个频点以不同的速率和调制方式与不同制式的从站电台进行双工通信.所提出的方案可以充分利用230 MHz无线频率资源,增加终端接入数量,提高通信系统组网的灵活性和可靠性,同时有效降低维护和升级的成本.     

基于支持向量机和噪声估计的宽带频谱感知方法

频谱感知技术是认知无线电的核心技术之一,由于未来无线通信技术的发展对高速数据通信的需求,使得宽带频谱感知技术成为目前研究的重点方向。由于宽频带带宽较宽不能直接将整个频段划分为占用或者空闲,需要对宽频带进行细分。将信号划分为多个子频带,通过预处理将多元分类问题转化成二元分类问题。为了降低频谱感知的算法复杂度,提出了基于噪声估计（estimation of noise,EN）和支持向量机（support vector machine, SVM）的频谱感知算法,该算法利用检测性能较好的慢速感知算法作为噪声估计,再使用算法复杂度低的快速感知算法结合噪声估计的信息进行频谱感知。实验结果表明,在低信噪比下,该算法较传统的方法其检测性能有着明显的提高,在信噪比为-10 dB的无线环境中能够完全识别各个子信道的使用情况。     

稀疏频谱感知BigBand算法阈值选择研究

根据奈奎斯特采样定理,实时感知GHz数量级宽的频率,需要GHz以上的高速AD转换器.由于价格、功耗的限制,实际应用中较难实现.基于稀疏频谱感知的BigBand算法,针对环境中信号稀疏的情况下,通过多个50 MHz的AD转换器可以还原出0.9 GHz宽的频谱.本文针对稀疏频谱感知的BigBand算法中的阈值进行研究,通过对噪声的参数的统计特征进行理论分析,提出一种基于最先检测信号强度的概率密度的阈值设定方法,为稀疏频谱感知BigBand算法的实际应用提供了技术支撑.     

基于基带拉远LTE230MHz的配电自动化通信系统设计

除EPON光纤通信外,配电自动化通信接入网缺乏有效的通信手段,文章提出一种基于数字基带光纤拉远的LTE230 MHz无线通信方案,构建配电自动化通信系统。该方案的核心是将传统基站拆分为基站单元与射频单元,利用光缆资源实现分布式覆盖。分析了方案适用于电力系统需要采用的关键技术,研究了方案的组网结构与特点,设计了方案应用于配电自动化通信的整体架构。基于基带拉远技术的LTE230 MHz无线通信以其频段与组网的优势,将全面解决配电自动化"最后一公里"接入难题。     

基于IoT-G 230 MHz电力无线通信关键技术分析

随着电网技术的发展，传统电网逐步迈向能源互联网，电力无线专网能全联接智能电网，已逐渐成为能源互联网的基础。首先，分析了IoT-G 230 MHz关键性能指标与国家电网公司核心业务的匹配度；然后，对IoT-G 230 MHz电力无线通信关键技术进行分析，总结了IoT-G 230 MHz电力无线通信技术的九大技术优势，；最后，分别对IoT-G 230 MHz现阶段的应用情况及未来发展部署进行了介绍。通过文中的分析介绍，可以得出IoT-G 230 MHz关键性能指标与国家电网公司核心业务具有高度匹配性，为IoT-G 230 MHz电力无线通信技术的发展方向提供了建议。     

混沌扩频抑制交错并联Boost PFC的共模传导EMI

随着电力电子器件的高频化,电磁干扰(EMI)问题日益严峻。为了降低开关电源的传导EMI,这里提出一种基于混沌扩频的交错并联Boost功率因数校正(PFC)变换器调制技术。首先,分析变换器传导EMI路径,建立干扰等效电路;通过推导传统脉宽调制(PWM)和混沌PWM扩频模式下驱动电压的功率谱密度函数,揭示混沌扩频技术降低频谱峰值的基本规律。其次,结合数理统计方法,提出使用概率直方图和概率密度函数来选择更具优越性的蔡氏混沌扩频电路,并利用驱动信号频谱加以验证。仿真与实验结果均表明,与传统PWM相比,在蔡氏混沌PWM作用下,对1 MHz频段内的共模噪声有8～18 dBμV的削弱,对1 MHz以后频段的共模噪声有5～15 dBμV的削弱。该方法能够实现从源头上有效地抑制共模传导EMI,抑制效果明显,并且能够实现频谱连续化。     

基于WLC算法的频谱感知性能分析

随着科技的发展,频谱资源的短缺越来越制约无线电技术的发展,为提高频谱的利用率,从而提出了认知无线电,频谱感知作为其核心技术,受到了国内外的重视。在频谱感知中,主要的问题就是判断主用户(primary user,PU)是否存在。由于单用户检测的局限性,在多用户合作检测的基础上,提出了基于迭代的WLC算法,使用MATLAB进行仿真。理论分析和仿真结果表明,此方法与传统的EGC能量检测算法相比,即使在低信噪比情况,频谱检测的性能有明显的提高。     

基于超高频的直流电场下油纸绝缘局部放电检测与特性研究

为研究直流电场下的局部放电特性,开发了直流电场下局部放电的超高频信号测量系统,设计了针板、悬浮、沿面和气隙四种放电模型,通过对不同放电模型中局部放电产生的超高频信号进行测量和特性分析,研究了不同放电模型中超高频信号的频谱特性。结果表明:直流电场下不同放电模型中的局部放电可产生几百纳秒的超高频信号,其频谱分布中幅值较高的频段并不相同;在不同极性直流电场下,针板放电模型中超高频信号都存在300~500 MHz的超高频段,且负极性时还存在600~700 MHz的超高频段,除针板放电模型外的其他模型在不同极性直流电场作用下局部放电产生的超高频信号频谱较为相似;当外施直流电场升高时,局部放电产生的局部放电超高频信号的频谱幅值明显增大,但主要峰值的频率位置和频段并未发生明显变化,该特点可作为区分放电模式的有效依据。     

2种无线通信技术在负荷管理系统中的应用比较

简要介绍了电力负荷管理系统的组成及230MHz通用无线分组业务和GPRS无线通信技术,对这2种技术在电力负荷管理系统中的应用,从技术、应用和奖金投入3个方面作了分析和比较,认为在当前以负荷控制为主的形势下,应将230MHz无线专网与以GPRS为代表的公网有机结合起来,以解决负荷管理系统中2种通信方式的不足。     

电力无线专网业务支撑能力研究

针对电力无线通信在应用中存在的问题,为更好地服务智能电网和开展分时长期演进(time division long term evolution,TD-LTE)技术在电力通信等领域的应用研究,在TD-LTE网络结构基本原理的基础上,对无线专网架构和电力业务的业务模型进行分析。以实际案例为背景,通过数据处理方式和对比分析方法,比较1. 8 GHz和230 MHz两个频段LTE系统技术参数、理论分析以及现场测试的结果,验证电力无线专网对电力业务支撑能力,分析两个频段的无线专网系统的优缺点和适用场景。得出相关结论:LTE230M系统在郊区及农村有一定的覆盖优势,适合业务终端少、小颗粒区域专网建设; LTE1. 8G系统更适合城区、大颗粒业务区域专网建设。