面向可中断负荷控制的需求响应通信业务优化
发布时间：2021-01-11 11:31
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。
【文章来源】：电力系统自动化. 2020,44(15)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
多径瑞利信道下的误码率统计分析
DR过程中，2个区域的各时段信道增益情况如图3所示。该误码率由各个区域的每个用户统计得出。因此，纵轴表示不同时段的平均误码率。图3中，1～195 min对应DR在09:00—12:00的时间段，每隔15 min电网公司将下发动作指令至DR终端。可以看出图3(a）和（b）中，下发指令的时段都有共同的一个特点，即执行DR动作指令下发过程时（此时通信服务主要为事件），采用本文的BPAAMC算法的情况下，实际所取得的信道误码率水平与单纯采用Pre＿Alamouti编码技术效果近似。而非DR动作指令下发时（此时通信服务主要为报告等），此时，信道误码率水平与Alamouti编码技术相近。虽然BPAAMC算法的整体信道SNR比单纯采用Pre＿Alamouti编码技术略低，但其偏差的数量级别在可接受范围。本文所提方法对信道误码率优化的效果介于Alamouti编码技术和Pre＿Alamouti编码技术之间，然后再观察4种方法为达到响应误码率优化效果所需时间。从表2的不同方法在多个时刻下DR终端计算时间可以看出，以15 min为1个周期分别统计Alamouti编码技术、Pre＿Alamouti编码技术、BPAAMC算法和MRC算法每个时刻的计算开销，可以发现4种方法的计算时间都不一样，但波动范围不大。BPAAMC算法计算时间小于Pre＿Alamouti编码技术和MRC算法，但高于Alamout编码技术。综合而言，本文所提的BPAAMC算法兼顾了误码率和计算时间的优化。2）非DR过程中的4种算法在信道增益和计算时间方面的比较
DR终端执行任务的整体过程在文献[24]中，按照图1的方式实行。图中，蓝色方块表示DR动作。DR终端执行任务时通常只传输事件、报告、询问和参与等服务。事件对应Ⅰ级通信服务，报告、询问和参与则对应Ⅱ和Ⅲ级通信服务。本文所提的自适应编码算法内容与DR服务类型和所处时间段有关。在非DR时段，DR终端需要将自身信息及时上传以便需求侧管理平台决策并调度。此时，需求侧管理平台的DR主站和接收DR信息的基站对业务传输质量并不敏感，DR终端仅需在特定时间段内上传设备状态和用电信息。这时，自适应编码为了节省DR现场服务器和终端能耗，根据实际信道情况确定信道增益程度，最后根据SNR所处区间决定是否采用Alamouti编码技术。DR执行指令下发时段，由于此时执行事件服务业务传输质量要求高，需要保证基站与DR终端之间的实时业务，此时，需要根据SNR所处区间决定是否采用Pre＿Almouti编码技术或Almouti编码技术。在非DR时段或者非DR执行指令下发时段，则仅决定是否采用Alamouti编码技术。
【参考文献】：
期刊论文
[1]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[J]. 李彬,陈京生,王岩,奚培锋,祁兵,孙毅. 电力系统自动化. 2020(02)
[2]基于通用服务协议的广域数据透明访问框架及关键技术[J]. 张鸿,杨胜春,黄海峰,赵家庆,于芳,庄卫金. 电力系统自动化. 2019(22)
[3]基于改进模态分解的中压地埋电缆载波通信信道特性分析[J]. 赵洪山,张伟韬,王艳. 电力系统自动化. 2019(18)
[4]基于预编码的STBC MIMO可见光通信系统研究[J]. 郭心悦,张可儿. 光学技术. 2019(04)
[5]5G通信与泛在电力物联网的融合:应用分析与研究展望[J]. 王毅,陈启鑫,张宁,冯成,滕飞,孙铭阳,康重庆. 电网技术. 2019(05)
[6]适用于低压电力线通信的集总参数线缆模型[J]. 郭以贺,霍然,刘欣,谢志远,仇娟. 电力系统自动化. 2019(02)
[7]我国实施大规模需求响应的关键问题剖析与展望[J]. 李彬,陈京生,李德智,石坤,杨斌,祁兵,孙毅,奚培锋. 电网技术. 2019(02)
[8]行业标准《电力需求响应信息交换规范》解读[J]. 陈宋宋,谢尊辰,董明宇,王殿涛,石坤. 电力信息与通信技术. 2018(07)
[9]2017年国际大电网会议都柏林研讨会报道体验未来的电力系统[J]. 闫丽霞,刘东,陈冠宏,徐晓春,王建春. 电力系统自动化. 2018(11)
[10]我国需求响应信息交换标准化现状及发展趋势[J]. 张志昌,陈京生,李彬,田世明,董明宇,朱伟义,祁兵,孙毅. 电网技术. 2018(04)
本文编号：2970688
【文章来源】：电力系统自动化. 2020,44(15)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
多径瑞利信道下的误码率统计分析
DR过程中，2个区域的各时段信道增益情况如图3所示。该误码率由各个区域的每个用户统计得出。因此，纵轴表示不同时段的平均误码率。图3中，1～195 min对应DR在09:00—12:00的时间段，每隔15 min电网公司将下发动作指令至DR终端。可以看出图3(a）和（b）中，下发指令的时段都有共同的一个特点，即执行DR动作指令下发过程时（此时通信服务主要为事件），采用本文的BPAAMC算法的情况下，实际所取得的信道误码率水平与单纯采用Pre＿Alamouti编码技术效果近似。而非DR动作指令下发时（此时通信服务主要为报告等），此时，信道误码率水平与Alamouti编码技术相近。虽然BPAAMC算法的整体信道SNR比单纯采用Pre＿Alamouti编码技术略低，但其偏差的数量级别在可接受范围。本文所提方法对信道误码率优化的效果介于Alamouti编码技术和Pre＿Alamouti编码技术之间，然后再观察4种方法为达到响应误码率优化效果所需时间。从表2的不同方法在多个时刻下DR终端计算时间可以看出，以15 min为1个周期分别统计Alamouti编码技术、Pre＿Alamouti编码技术、BPAAMC算法和MRC算法每个时刻的计算开销，可以发现4种方法的计算时间都不一样，但波动范围不大。BPAAMC算法计算时间小于Pre＿Alamouti编码技术和MRC算法，但高于Alamout编码技术。综合而言，本文所提的BPAAMC算法兼顾了误码率和计算时间的优化。2）非DR过程中的4种算法在信道增益和计算时间方面的比较
DR终端执行任务的整体过程在文献[24]中，按照图1的方式实行。图中，蓝色方块表示DR动作。DR终端执行任务时通常只传输事件、报告、询问和参与等服务。事件对应Ⅰ级通信服务，报告、询问和参与则对应Ⅱ和Ⅲ级通信服务。本文所提的自适应编码算法内容与DR服务类型和所处时间段有关。在非DR时段，DR终端需要将自身信息及时上传以便需求侧管理平台决策并调度。此时，需求侧管理平台的DR主站和接收DR信息的基站对业务传输质量并不敏感，DR终端仅需在特定时间段内上传设备状态和用电信息。这时，自适应编码为了节省DR现场服务器和终端能耗，根据实际信道情况确定信道增益程度，最后根据SNR所处区间决定是否采用Alamouti编码技术。DR执行指令下发时段，由于此时执行事件服务业务传输质量要求高，需要保证基站与DR终端之间的实时业务，此时，需要根据SNR所处区间决定是否采用Pre＿Almouti编码技术或Almouti编码技术。在非DR时段或者非DR执行指令下发时段，则仅决定是否采用Alamouti编码技术。
【参考文献】：
期刊论文
[1]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[J]. 李彬,陈京生,王岩,奚培锋,祁兵,孙毅. 电力系统自动化. 2020(02)
[2]基于通用服务协议的广域数据透明访问框架及关键技术[J]. 张鸿,杨胜春,黄海峰,赵家庆,于芳,庄卫金. 电力系统自动化. 2019(22)
[3]基于改进模态分解的中压地埋电缆载波通信信道特性分析[J]. 赵洪山,张伟韬,王艳. 电力系统自动化. 2019(18)
[4]基于预编码的STBC MIMO可见光通信系统研究[J]. 郭心悦,张可儿. 光学技术. 2019(04)
[5]5G通信与泛在电力物联网的融合:应用分析与研究展望[J]. 王毅,陈启鑫,张宁,冯成,滕飞,孙铭阳,康重庆. 电网技术. 2019(05)
[6]适用于低压电力线通信的集总参数线缆模型[J]. 郭以贺,霍然,刘欣,谢志远,仇娟. 电力系统自动化. 2019(02)
[7]我国实施大规模需求响应的关键问题剖析与展望[J]. 李彬,陈京生,李德智,石坤,杨斌,祁兵,孙毅,奚培锋. 电网技术. 2019(02)
[8]行业标准《电力需求响应信息交换规范》解读[J]. 陈宋宋,谢尊辰,董明宇,王殿涛,石坤. 电力信息与通信技术. 2018(07)
[9]2017年国际大电网会议都柏林研讨会报道体验未来的电力系统[J]. 闫丽霞,刘东,陈冠宏,徐晓春,王建春. 电力系统自动化. 2018(11)
[10]我国需求响应信息交换标准化现状及发展趋势[J]. 张志昌,陈京生,李彬,田世明,董明宇,朱伟义,祁兵,孙毅. 电网技术. 2018(04)
本文编号：2970688
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/2970688.html
