宽带微功率无线通信系统网络测试平台的设计与实现
发布时间：2021-01-08 12:43
为满足泛在电力物联网建设的需求,国家电网北京智芯微电子科技有限公司委托重庆邮电大学新一代宽带移动通信终端系统团队联合开发符合电网相关标准的宽带微功率无线通信协议,弥补现有微功率无线通信空口传输速率低、抄表效率低和网络稳定性差等缺陷。本文结合宽带微功率无线网络特点和项目需求,通过协议一致性测试标准、互联互通测试标准以及国家电网在PLC和微功率无线通信的检验规范的研究,设计并搭建了一套软硬件结合的且适用于宽带微功率的无线网络测试平台及测试方案。本文对以下三个部分依次进行了研究:1.本文对宽带微功率无线通信相关技术进行了分析,且研究了目前协议测试的基本理论以及测试例的设计原理,为之后设计测试平台与测试集打下基础。2.针对宽带微功率无线通信系统的特性,结合实际开发情况,本文对网络测试平台的需求进行详细分析。根据项目需求,结合ETSI EG 202 81和ITU-T Y.4500.15中的测试框架,本文构建了网络测试平台总体框架。在测试软件平台中,通过设计虚拟仪器和自动化测试方案,提高了测试的可行性和简化了测试操作步骤,并对测试软硬平台进行了实现。3.针对宽带微功率无线通信网络节点CCO、PCO...
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
用电信息采集系统整体架构
重庆邮电大学硕士学位论文第2章宽带微功率无线通信及协议测试理论8在集中器处汇集。宽带微功率无线网络是一种低功耗、低成本、抗干扰能力强且通信速率高的通信网络。在宽带微功率无线通信网络中，通信节点有三种类型：中央协调器(CentralCoordinator，CCO)、代理协调器(ProxyCoordinator，PCO)和站点(Station，STA)。CCO模块放置在集中器中，PCO与STA放置在智能电表和Ⅱ型采集器中，通过通信协议组成15层树形网络。网络中CCO处于第0层级的根节点，PCO处在1至14层之间。每层有一个或多个PCO，PCO下面连接着下一层级的STA，具有数据存储和转发的功能。STA为网络中的叶子节点，不具备数据转发的功能。其网络结构如图2.1所示。图2.1宽带微功率无线本地通信网络2.1.3宽带微功率无线通信协议介绍1.协议栈总体架构宽带微功率无线通信协议主要分为三层：应用层(APS层)、数据链路层(DL层)和物理层(PHY层)。其中DL层又能分为网络管理子层(NWK子层)与媒体访问控制子层(MAC子层)。协议栈架构及其上下接口如图2.2所示。其中APS层主要实现与集中器、采集器或智能电表等设备的业务数据交互，通过数据链路层和物理层后发送至射频，最后通过无线信道完成数据交互。NWK子层主要实现组网、路由创建以及网络维护等功能。MAC子层管理着整个网络的时隙规划，通过CSMA/CA和TDMA两种信道访问机制访问物理信道，保证报文交互的可靠性，并且MAC
重庆邮电大学硕士学位论文第4章网络测试方案与测试集设计67表4.15(续)测试类别具体测试项目测试结果虚拟设备验证虚拟集中器通过虚拟智能电表通过测试引擎验证测试开始通过测试停止通过测试继续通过测试终止通过表4.15可知，对测试平台中单模块或单功能的验证全部都通过，后面将通过组网测试例的运行，对测试平台整体进行验证，并对测试结果进行分析。4.4.2测试结果分析首先对测试系统中的单一功能模块验证完成后，再通过对实际宽带率无线通信模块的测试整体检验网络测试平台的设计和实现是否无误。在此过程中，也可以验证测试平台的自动化测试功能。CCO节点实物图如图4.12所示，STA节点实物图如图4.13所示。图4.12CCO节点实物图
【参考文献】：
期刊论文
[1]泛在电力物联网发展形态与挑战[J]. 李钦豪,张勇军,陈佳琦,羿应棋,何奉禄. 电力系统自动化. 2020(01)
[2]基于电力线宽带载波的双模用电信息采集系统设计[J]. 徐文涛,李振东,李博. 电工技术. 2019(18)
[3]基于TTCN-3的5G终端协议一致性测试集设计研究[J]. 蒋鑫,陈珺,孙向前. 信息通信技术与政策. 2019(05)
[4]泛在电力物联网关键技术探讨[J]. 傅质馨,李潇逸,袁越. 电力建设. 2019(05)
[5]用电信息采集系统窄带物联网可行性研究[J]. 张海龙,刘宣,任毅,刘岩. 电测与仪表. 2019(06)
[6]智能电网电力线宽带载波通信测试系统关键技术研究[J]. 王学良,李蕊,羡慧竹,刘庆扬,付美明. 电力信息与通信技术. 2018(05)
[7]基于TTCN-3的宽带载波通信一致性测试系统设计[J]. 张海龙,刘宣,李然,唐悦. 计算机测量与控制. 2018(04)
[8]浅析NB-IoT技术和LoRa技术在智能抄表中的应用[J]. 谭丹,田仲平,张文涛. 物联网技术. 2018(04)
[9]低压电力线载波通信的系统化测试方法[J]. 崔迎宾,张卫欣,单增礼,李祯祥,王林林,杨挺. 电力系统及其自动化学报. 2018(01)
[10]微功率无线通信测试技术研究[J]. 张海龙,唐悦,窦健,刘宣. 电测与仪表. 2016(14)
硕士论文
[1]LTE-M综合承载和互联互通测试方法的研究[D]. 陈赛印.北京交通大学 2017
[2]微功率无线通信互联互通测试系统研究与应用[D]. 潘洋.华北电力大学(北京) 2016
[3]微功率无线通信互联互通测试系统研究[D]. 石永刚.华北电力大学 2015
本文编号：2964617
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
用电信息采集系统整体架构
重庆邮电大学硕士学位论文第2章宽带微功率无线通信及协议测试理论8在集中器处汇集。宽带微功率无线网络是一种低功耗、低成本、抗干扰能力强且通信速率高的通信网络。在宽带微功率无线通信网络中，通信节点有三种类型：中央协调器(CentralCoordinator，CCO)、代理协调器(ProxyCoordinator，PCO)和站点(Station，STA)。CCO模块放置在集中器中，PCO与STA放置在智能电表和Ⅱ型采集器中，通过通信协议组成15层树形网络。网络中CCO处于第0层级的根节点，PCO处在1至14层之间。每层有一个或多个PCO，PCO下面连接着下一层级的STA，具有数据存储和转发的功能。STA为网络中的叶子节点，不具备数据转发的功能。其网络结构如图2.1所示。图2.1宽带微功率无线本地通信网络2.1.3宽带微功率无线通信协议介绍1.协议栈总体架构宽带微功率无线通信协议主要分为三层：应用层(APS层)、数据链路层(DL层)和物理层(PHY层)。其中DL层又能分为网络管理子层(NWK子层)与媒体访问控制子层(MAC子层)。协议栈架构及其上下接口如图2.2所示。其中APS层主要实现与集中器、采集器或智能电表等设备的业务数据交互，通过数据链路层和物理层后发送至射频，最后通过无线信道完成数据交互。NWK子层主要实现组网、路由创建以及网络维护等功能。MAC子层管理着整个网络的时隙规划，通过CSMA/CA和TDMA两种信道访问机制访问物理信道，保证报文交互的可靠性，并且MAC
重庆邮电大学硕士学位论文第4章网络测试方案与测试集设计67表4.15(续)测试类别具体测试项目测试结果虚拟设备验证虚拟集中器通过虚拟智能电表通过测试引擎验证测试开始通过测试停止通过测试继续通过测试终止通过表4.15可知，对测试平台中单模块或单功能的验证全部都通过，后面将通过组网测试例的运行，对测试平台整体进行验证，并对测试结果进行分析。4.4.2测试结果分析首先对测试系统中的单一功能模块验证完成后，再通过对实际宽带率无线通信模块的测试整体检验网络测试平台的设计和实现是否无误。在此过程中，也可以验证测试平台的自动化测试功能。CCO节点实物图如图4.12所示，STA节点实物图如图4.13所示。图4.12CCO节点实物图
【参考文献】：
期刊论文
[1]泛在电力物联网发展形态与挑战[J]. 李钦豪,张勇军,陈佳琦,羿应棋,何奉禄. 电力系统自动化. 2020(01)
[2]基于电力线宽带载波的双模用电信息采集系统设计[J]. 徐文涛,李振东,李博. 电工技术. 2019(18)
[3]基于TTCN-3的5G终端协议一致性测试集设计研究[J]. 蒋鑫,陈珺,孙向前. 信息通信技术与政策. 2019(05)
[4]泛在电力物联网关键技术探讨[J]. 傅质馨,李潇逸,袁越. 电力建设. 2019(05)
[5]用电信息采集系统窄带物联网可行性研究[J]. 张海龙,刘宣,任毅,刘岩. 电测与仪表. 2019(06)
[6]智能电网电力线宽带载波通信测试系统关键技术研究[J]. 王学良,李蕊,羡慧竹,刘庆扬,付美明. 电力信息与通信技术. 2018(05)
[7]基于TTCN-3的宽带载波通信一致性测试系统设计[J]. 张海龙,刘宣,李然,唐悦. 计算机测量与控制. 2018(04)
[8]浅析NB-IoT技术和LoRa技术在智能抄表中的应用[J]. 谭丹,田仲平,张文涛. 物联网技术. 2018(04)
[9]低压电力线载波通信的系统化测试方法[J]. 崔迎宾,张卫欣,单增礼,李祯祥,王林林,杨挺. 电力系统及其自动化学报. 2018(01)
[10]微功率无线通信测试技术研究[J]. 张海龙,唐悦,窦健,刘宣. 电测与仪表. 2016(14)
硕士论文
[1]LTE-M综合承载和互联互通测试方法的研究[D]. 陈赛印.北京交通大学 2017
[2]微功率无线通信互联互通测试系统研究与应用[D]. 潘洋.华北电力大学(北京) 2016
[3]微功率无线通信互联互通测试系统研究[D]. 石永刚.华北电力大学 2015
本文编号：2964617
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