通信系統論文范文

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第1篇

目前，關于廣域保護系統結構國內外學者提出不同的見解，一般可分為分布式、區(qū)域集中式、變電站集中式以及分層集中式。其中，在分布式廣域保護系統中，廣域保護算法內置于每個裝設在變電站內部的保護IED中，分布式廣域保護系統的廣域保護決策過程完全在單個保護IED中實現，這使得分布式廣域保護系統更適合于實現廣域繼電保護的功能。區(qū)域集中式廣域保護系統其功能包括實現傳統繼電保護功能、通過通信網絡與廣域保護決策中心設備交換信息等。變電站集中式廣域保護系統主要是利用收集到的信息實現廣域保護算法，并向站內相應保護IED發(fā)送控制命令。分層集中式廣域保護系統繼承了區(qū)域集中式和變電站集中式廣域保護系統的優(yōu)勢，而且它既能夠與上層區(qū)域廣域保護決策中心設備通信又能夠與下層的保護IED通信，同時也能夠彌補變電站集中式存在的一些缺點。

2電力系統信息綜合傳輸調度算法研究

電力系統不同于其他系統的運行，尤其是順利實現其信息的綜合傳輸不可避免的需要解決諸多潛在的問題，尤其是信息業(yè)務綜合傳輸過程中存在的流量沖突問題，特別需要注意的是不僅要保證實時信息業(yè)務的服務質量，同時也不可忽視各類非實時信息服務質量，這些非實時信息也是傳輸過程中重要的組成部分。實現基于IP技術和區(qū)分服務體系結構模型的網絡通信模式的關鍵技術包括隊列調度法，本文主要對隊列調度算法進行深入討論，使其在對電力系統信息綜合傳輸的服務質量問題進行解決時能夠發(fā)揮出關鍵的作用。WFQ算法的分組服務順序與GPS模型有很大差異，它是一種模擬通用處理器共享模型的隊列調度算法，本文在WFQ算法基礎上提出了WF2Q+算法，并通過將“虛擬延遲時間”引入WF2Q+算法解決了該算法在推遲傳輸高優(yōu)先級信息業(yè)務分組的問題，進而提出了提出以基于IWF2Q+算法的區(qū)分服務體系結構模型實現電力系統信息綜合傳輸。

2.1WF2Q+算法介紹及分析WF2Q+算法是一種基于GPS模型的分組公平隊列調度算法。在實際的信息業(yè)務傳輸過程中，分組到達各列隊頭部的時間會存在一定的微小差別，致使根據GPS模型得到的各隊列頭部分組服務順序也出現微小差別，從而也會影響到WF2Q+調度器先為高優(yōu)先級隊列內分組提供服務，還是為低優(yōu)先級隊列提供服務。觀察圖1我們可以發(fā)現，優(yōu)先級較高的信息業(yè)務在電力系統分組傳輸過程中不能保證其實時性，關鍵在于優(yōu)先級較高的信息業(yè)務分組到達時間較晚，從而使得優(yōu)先級較低的信息業(yè)務“捷足先登”，到達時間稍快，影響了電力系統高優(yōu)先級信息業(yè)務分組傳輸的實時性。

2.2改進的WF2Q+算法——IWF2Q基于上述問題，為了保證電力系統信息綜合傳輸中高優(yōu)先級信息業(yè)務分組的實時性，本文采用了PQ調度算法，并用PQ算法原理對WF2Q+算法進行改進，按照這種方式獲得的算法非常有可能將高優(yōu)先級分組推遲傳輸問題輕而易舉地解決，同時也能保持良好的公平性。具體操作如下：將優(yōu)先級最高隊列中傳輸個分組所需時間的倍定義為隊列的“虛擬延遲時間。IWF2Q+算法與WF2Q+算法都采用SEFF分組選擇策略，此時，不得大于系統虛擬時間，并且越小的隊列中的分組越優(yōu)先獲得調度器的服務，通過這種方式高優(yōu)先級隊列中所轉發(fā)分組的延時得到了降低。

3仿真分析

本文首先仿真對比電網發(fā)生故障時WFQ算法、WF2Q+算法和IWF2Q+算法情況下IEEE14母線系統各變電站與控制中心站之間變換信息時4類信息業(yè)務分組的平均延時，結果如圖2所示。觀察圖2可知，WF2Q+算法與WFQ算法在保證信息業(yè)務實時性方面的性能不相上下，而WF2Q+算法推遲傳輸高優(yōu)先級信息業(yè)務分組的問題可通過IWF2Q+算法解決，并且能夠減小高優(yōu)先級信息業(yè)務分組延時，同時也會導致低優(yōu)先級信息業(yè)務分組延時變大。其次仿真對比電網發(fā)生故障時PQ算法、WF2Q+算法和IWF2Q+算法情況下得到的系統中各變電站與控制中心站之間傳輸四類信息業(yè)務的平均服務速率，如圖3所示。該結果說明基于WF2Q+算法和IWF2Q+算法的區(qū)分服務體系結構模型能夠較好地協調不同優(yōu)先級信息業(yè)務獲得的服務效率，達到了各類信息業(yè)務傳輸的公平性，且性能相當。

4課題研究結論及展望

第2篇

通信系統的信號傳輸質量與信道的性能密切相關，與光纖等有線信道相比，無線信道處于開放的電磁環(huán)境中，更容易受到衰落、干擾、噪聲等多種因素的影響。而DSRC通信信道除了具有一般無線信道的特征外，還存在快速移動等特有情況。典型的DSRC通信有路車通信(R2V)和車車通信(V2V)兩種方式。R2V是指車輛和路邊設備進行通信，屬于移動設備和固定設備的通信過程。V2V是指車輛和車輛之間進行通信，屬于移動設備之間的通信。充分掌握DSRC系統無線信道的特征，可以為提出改善系統通信質量的技術方案提供參考，從而保證R2V和V2V通信的可靠性。

1.1仿真測試平臺結構

基于AgilentN5106A基帶信號發(fā)生器與信道仿真器搭建的面向DSRC通信信道的仿真測試系統如圖2所示。N5106A具有120MHz的調制帶寬，能夠模擬各種通信信道。本儀器配備了8路實時衰落仿真器，支持的信道衰落類型包括Rayleigh、PureDoppler、Rician、Suzuki等，多普勒功率譜頻譜形狀有classical3db，classical6db，flat，rounded，jakeclassical和jakerounded。由圖2可見，該系統還包括了一臺矢量信號發(fā)生器E4438C和一臺信號分析儀N9020A，E4438C和N5106A之間的控制信號通過LAN口連接，數據信號通過數據總線（DigitalBus）傳輸。 測試系統如圖2所示。首先使用Agilent的N7617BSignalStudio軟件生成符合IEEE802.11p協議的理想基帶信號數據文件，該數據文件經過N5106A產生基帶信號，并通過信道模擬器得到包含信道特性的基帶信號。N5106A產生的信號通過DigitalBus輸入信號發(fā)生器E4438C，由該儀器將基帶信號調制到5.9GHz的載波上，經過射頻輸出端輸出到信號分析儀N9020A進行分析。

1.2仿真測試實例

DSRC系統信道模型如表2所示。圖3至圖6給出了不同信道條件下信號的測試結果。其中，圖3為信號通過白噪聲信道后產生的星座圖，其中EVM（誤差向量幅度）為-27.62dB，CPE（同相位誤差）為0.903%rms。由于車車通信，可能存在直射路徑，因此圖4給出了信號經過信道3模型，即在單徑萊斯分布的作用下，多普勒頻移為1345Hz，路徑損耗為-14.2dB，K因子為5.7時的測試結果，結果表明，此時EVM上升為-3.047dB，CPE上升為6.938%rms，說明在該種信道作用下，信號的接收質量顯著下降。圖5給出了信號經過信道7模型，即在單徑瑞利衰落，多普勒頻移為1522Hz，路徑損耗為-27.9dB時的測試結果，此時，EVM為-16.791dB，CPE為5.542%rms。圖6給出了信號經過信道11模型，即信號在單徑瑞利衰落，多普勒頻移為1562Hz，路徑損耗為-27.9dB時的測試結果，圖中EVM為-16.065dB，CPE為1.455%rms。比較圖5和圖6，說明了在類似的信道作用下，信號接收質量存在一定的隨機性。另外，這兩條路徑的延時分別為400ns和700ns，在幀結構的保護時隙范圍之內，因此可以通過均衡消除延時的影響。

2小結

第3篇

同線通信系統構建原理及方法

比如在應急指揮系統就存在著應用需求。應急指揮系統的主要任務是完成應急現場指揮功能，現有的應急現場指揮系統體制基于K口通信方式，存在一個中心控制盒和若干個信息終端，中心控制盒和每路信息終端之間通過K口有線連接。基于K口的應急指揮系統必須具備一個中心控制盒，如果中心控制盒出現故障則整個系統無法完成正常通信功能。在系統網絡中，中心控制盒必須與每路信息終端拉線完成互通，信息終端相互之間拉線完成與友鄰之間的通信。這樣一來，如果系統存在n個信息終端，則全系統拉線數將達到2n-1路。由此可見，基于K口的應急指揮系統存在可靠性低、布線繁瑣、控制方式復雜等缺陷。如果采用同線通信技術，則應急指揮系統組網方式將大大簡化，在一對被復線上可以同時掛接多個通信終端設備，設備之間共享物理鏈路和帶寬，相互之間完全獨立不受影響。基于同線口的應急指揮系統終端設備之間通過一對被復線并線即可完成全部的連接，任意終端之間能夠相互訪問，能夠完成話音數據的通播、選呼等功能。如果其中一路終端出現故障，并不會影響其他終端的通信功能。在系統網絡中，所有信息終端共享公共的物理線路和帶寬，只須一對線即可完成系統的通信組網功能。

采用同線技術的應急指揮系統具有可靠性高、布線簡單、控制方式方便等優(yōu)點。同線通信系統體系結構主要遵循電力線載波通信的基本體系結構，在一對被復線上或二線電力線上同時掛接多個終端節(jié)點，每個節(jié)點都是半雙工通信的方式。

為了協調全系統節(jié)點間通信不沖突，設置其中一個節(jié)點為主節(jié)點，其余節(jié)點均設置為從節(jié)點，主節(jié)點定時發(fā)送令牌給其余節(jié)點，令牌中帶有節(jié)點編號。如果從節(jié)點接收到的令牌編號與本節(jié)點編號相同，則發(fā)送本節(jié)點語音和數據包，定時時間到以后，主節(jié)點更改令牌節(jié)點編號，允許下一節(jié)點發(fā)送數據，循環(huán)往復，直到所有節(jié)點都涵蓋。受系統帶寬限制，通信節(jié)點最多10個。同線通信系統硬件平成整體功能框架的搭建，圖四是同線通信系統硬件原理框圖。，ARM7處理器LPC2388處于系統的核心，通過它完成各個芯片的初始化，接收并轉發(fā)語音編碼壓縮數據、RS232異步串口數據、線路載波通信數據等。

AMBE2000語音編解碼芯片完成將64KB的PCM編碼數據壓縮為2KB話音數據包；LPC2388處理器自帶UART串口，可以接收RS232數據信號；電力線載波芯片PL2000接收處理器的數據包，再通過信號的調制解調發(fā)送數據至電力線或被復線。同線通信系統的軟件主要完成芯片如AMBE2000、PL2000調制解調芯片的初始化，異步串口UART的數據收發(fā)，話音數據包、數傳數據包的合成和解析處理，通信組網設計等。主要包括主控制模塊、語音處理模塊、數據處理模塊、線路驅動模塊、通信管理模塊等。圖五是軟件功能模塊圖。