本文關(guān)鍵詞：專網(wǎng)認(rèn)知無線電多用戶接入和自適應(yīng)技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：230MHz電臺(tái)通信系統(tǒng)從上世紀(jì)80年代開始使用至今,隨著電力行業(yè)的發(fā)展和業(yè)務(wù)的更新,對(duì)原有的電力通信系統(tǒng)提出了更高的要求,其中230MHz電力專網(wǎng)通信的研究成為國內(nèi)的學(xué)術(shù)界和企業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。230MHz電力專網(wǎng)擁有國家無線電管理委員會(huì)授權(quán)的40個(gè)離散頻點(diǎn),具有網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定、具有易擴(kuò)展、易維修、組網(wǎng)靈活、成本低等優(yōu)點(diǎn),但也存在頻譜利用率低、傳輸速率低、遙信變位和告警信息無法及時(shí)上傳等不足。授權(quán)頻點(diǎn)的離散分布限制了寬帶通信技術(shù)在230MHz無線專網(wǎng)的應(yīng)用,而認(rèn)知無線電中的頻譜聚合技術(shù)為離散頻點(diǎn)聚合成連續(xù)頻段提供了基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上本文針對(duì)對(duì)230MHz頻段進(jìn)行了多徑信道建模仿真,并研究了該信道條件下的HARQ傳輸性能和多用戶接入控制方案,解決了原有專網(wǎng)通信系統(tǒng)中頻譜利用率低、傳輸速率低、遙信變位和告警信息等問題。首先,本文介紹了認(rèn)知無線電技術(shù)、電力系統(tǒng)無線通信背景和電力無線專網(wǎng)研究現(xiàn)狀。原有電力無線專網(wǎng)所使用技術(shù)在今天的生產(chǎn)環(huán)境中有了較大的局限性,現(xiàn)有的移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)電力通信系統(tǒng)有著較好的借鑒意義。本文針對(duì)專網(wǎng)通信的特點(diǎn)和原有系統(tǒng)的不足提出了無線專網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的改進(jìn)。其次,本文介紹了電力無線專網(wǎng)通信的基本概況,描述了電力信息采集無線通信系統(tǒng)的物理層架構(gòu)。隨后描述了電力無線專網(wǎng)通信系統(tǒng)及其業(yè)務(wù)特征,總結(jié)了230MHz專網(wǎng)通信的優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)和研究意義。然后介紹了230MHz無線信道特性,并總結(jié)了230MHz所處的VHF頻段的多徑信道參數(shù)。針對(duì)信道的大尺度衰落進(jìn)行了城區(qū)、郊區(qū)和農(nóng)村三個(gè)場(chǎng)景下的鏈路預(yù)算,得到了不同調(diào)制方式下的最大路徑損耗和小區(qū)覆蓋半徑。對(duì)230MHz所處的VHF頻段進(jìn)行無線多徑信道建模,并分析對(duì)比了信道模型下多種調(diào)制的誤比特率仿真結(jié)果。接著,研究了頻譜感知技術(shù)在電力無線專網(wǎng)中的應(yīng)用,包括匹配濾波檢測(cè)和能量檢測(cè)的單用戶本地檢測(cè)以及多用戶合作檢測(cè)的頻譜感知方法。通過在AWGN信道、瑞利信道和萊斯信道下的仿真分析與比較,我們發(fā)現(xiàn)信噪比和樣點(diǎn)數(shù)是影響單用戶檢測(cè)性能的兩個(gè)因素,合作用戶數(shù)是應(yīng)用合作檢測(cè)性能的重要因素。在OR規(guī)則下,合作用戶數(shù)的增加可以使得系統(tǒng)檢測(cè)性能在相同信噪比條件下有大幅度的增加,適用于要求漏檢概率最小化、系統(tǒng)需要受干擾較少的情況；在AND規(guī)則下,合作用戶數(shù)的增加可以使得系統(tǒng)檢測(cè)性能在相同信噪比條件下小幅增加,適用于要求虛警概率最小化、保證信道資源充分利用的情況。OR規(guī)則多用戶合作檢測(cè)結(jié)合能量檢測(cè)的頻譜感知方案更適用于電力無線專網(wǎng)。然后,本文對(duì)電力無線專網(wǎng)中HARQ技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了研究。通過仿真得到了不同調(diào)制方式和不同最大傳輸次數(shù)時(shí)HARQ-Ⅰ和HARQ-Ⅱ的吞吐率和誤幀率曲線。根據(jù)多種信道下HARQ-Ⅰ和HARQ-Ⅱ的吞吐率和誤幀率結(jié)果,分析了調(diào)制方式和最大傳輸次數(shù)對(duì)HARQ性能的影響。仿真結(jié)果表明,HARQ-Ⅱ相比HARQ-Ⅰ有著更好的性能；調(diào)制階數(shù)越大可以獲得更好的吞吐率性能,而調(diào)制階數(shù)越小可以獲得更好的誤幀率性能；最大傳輸次數(shù)越大,可以獲得的吞吐率越大、誤幀率越低,但最大傳輸次數(shù)超過4次之后所帶來的性能提升變的非常有限。最后,本文研究了電力無線專網(wǎng)多用戶接入控制方案。介紹了電力無線專網(wǎng)接入背景,包括傳統(tǒng)專網(wǎng)通信技術(shù)背景和專網(wǎng)通信接口協(xié)議棧架構(gòu),隨后對(duì)電力專網(wǎng)通信的物理層幀結(jié)構(gòu)和物理信道進(jìn)行了設(shè)計(jì)。根據(jù)仿真分析將無線幀長(zhǎng)確定為25ms,根據(jù)電力專網(wǎng)通信的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了幀結(jié)構(gòu)并將授權(quán)頻點(diǎn)劃分為接入頻點(diǎn)和業(yè)務(wù)頻點(diǎn)兩類,將物理信道劃分為PBCH、SCH、PDCCH、PRACH、 PUCCH和PUSCH。在介紹和分析了230數(shù)傳電臺(tái)輪詢接入后,我們?cè)O(shè)計(jì)了多用戶隨機(jī)接入方案,包括小區(qū)搜索、競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入和非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入過程。
【關(guān)鍵詞】：電力無線專網(wǎng) 230MHz 頻譜感知 HARQ 多用戶接入控制
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN925
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-14
• 縮略詞14-16
• 第一章 緒論16-22
• 1.1 論文研究背景16-19
• 1.1.1 電力無線通信背景介紹16-17
• 1.1.2 電力無線專網(wǎng)技術(shù)背景17-19
• 1.2 電力無線專網(wǎng)研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3 論文主要研究工作和章節(jié)安排20-22
• 第二章 電力無線專網(wǎng)通信介紹22-40
• 2.1 電力信息采集無線通信系統(tǒng)概況22-26
• 2.1.1 電力無線專網(wǎng)通信系統(tǒng)23-25
• 2.1.2 電力無線專網(wǎng)業(yè)務(wù)特征25-26
• 2.2 230MHz無線信道特性26-31
• 2.2.1 230MHz電力授權(quán)頻點(diǎn)分布27-28
• 2.2.2 時(shí)延擴(kuò)展特性與信道衰落28-29
• 2.2.3 230MHz多徑信道參數(shù)29-31
• 2.3 鏈路預(yù)算與230MHz信道建模31-38
• 2.3.1 鏈路預(yù)算31-35
• 2.3.2 230MHz無線信道建模與仿真35-38
• 2.4 本章小結(jié)38-40
• 第三章 專網(wǎng)認(rèn)知無線電頻譜感知研究40-62
• 3.1 電力專網(wǎng)背景下的頻譜感知40-42
• 3.2 匹配濾波檢測(cè)42-45
• 3.2.1 匹配濾波檢測(cè)器設(shè)計(jì)42-44
• 3.2.2 匹配濾波檢測(cè)性能仿真分析44-45
• 3.3 能量檢測(cè)45-53
• 3.3.1 能量檢測(cè)器設(shè)計(jì)46-48
• 3.3.2 不同信道條件下的能量檢測(cè)48-49
• 3.3.3 能量檢測(cè)性能仿真分析49-53
• 3.4 多用戶合作檢測(cè)53-58
• 3.4.1 融合與決策規(guī)則54-55
• 3.4.2 合作檢測(cè)性能仿真分析55-58
• 3.5 干擾檢測(cè)及避讓流程58-60
• 3.6 本章小結(jié)60-62
• 第四章 無線專網(wǎng)HARQ技術(shù)研究62-84
• 4.1 HARQ技術(shù)介紹62-65
• 4.1.1 HARQ協(xié)議介紹62-63
• 4.1.2 HARQ基本原理和類型63-65
• 4.2 不同調(diào)制方式下HARQ性能研究65-74
• 4.2.1 AWGN信道下HARQ吞吐率和誤幀率分析66-68
• 4.2.2 單徑萊斯信道下HARQ吞吐率和誤幀率分析68-71
• 4.2.3 多徑萊斯信道下HARQ吞吐率和誤幀率分析71-74
• 4.3 最大傳輸次數(shù)對(duì)HARQ性能的影響74-82
• 4.3.1 AWGN信道下HARQ吞吐率和誤幀率分析75-77
• 4.3.2 單徑萊斯信道下HARQ吞吐率和誤幀率分析77-79
• 4.3.3 多徑萊斯信道下HARQ吞吐率和誤幀率分析79-82
• 4.4 本章小結(jié)82-84
• 第五章 無線專網(wǎng)多用戶接入控制方案設(shè)計(jì)84-100
• 5.1 傳統(tǒng)專網(wǎng)通信技術(shù)與接入背景介紹84-87
• 5.1.1 雙工方式84
• 5.1.2 230數(shù)傳電臺(tái)輪詢接入84-86
• 5.1.3 空中接口協(xié)議棧架構(gòu)86-87
• 5.2 物理層幀結(jié)構(gòu)和物理信道設(shè)計(jì)87-91
• 5.2.1 物理層幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)87-89
• 5.2.2 物理信道設(shè)計(jì)89-91
• 5.3 多用戶隨機(jī)接入方案91-97
• 5.3.1 小區(qū)搜索與接入流程91-92
• 5.3.2 基于競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入92-95
• 5.3.3 非競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入95-96
• 5.3.4 仿真分析96-97
• 5.4 本章小結(jié)97-100
• 第六章 全文總結(jié)與展望100-102
• 6.1 論文全文總結(jié)100-101
• 6.2 進(jìn)一步的研究方向101-102
• 致謝102-104
• 參考文獻(xiàn)104-108
• 作者簡(jiǎn)介(包括論文和成果清單）108

【參考文獻(xiàn)】

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 丁漢清;認(rèn)知無線電頻譜感知技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 王奔;電力無線通信的頻譜聚合技術(shù)研究[D];華北電力大學(xué);2013年

2 何春;電力無線通信網(wǎng)接入控制研究[D];華北電力大學(xué);2012年

3 沈哲夫;認(rèn)知無線電中的頻譜感知和頻譜聚合技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2011年

4 史碩;TD-LTE系統(tǒng)中混合自動(dòng)重傳技術(shù)（HARQ）重傳機(jī)制的研究[D];北京郵電大學(xué);2010年

5 范波;認(rèn)知無線電頻譜感知技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

  本文關(guān)鍵詞：專網(wǎng)認(rèn)知無線電多用戶接入和自適應(yīng)技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：275851