论文摘要
电力系统通信是电力系统不可缺少的重要组成部分,关系到电力系统能否安全、经济、可靠的运行。随着城市的快速发展和电力用户的增加,配电网规模不断扩大,随时变动的监测点给电力通信带来很大挑战,如何保持低成本下收集点多面广的监控数据,已经成为工程设计人员必须要面对的重要问题。无线自组网(Wireless Ad hoc network)是由一组静止或移动节点组成的一个多跳自治网络系统,网络通信依靠节点之间的相互协作,以多跳方式来完成,无需固定基站支持。无线自组网具有很高的可靠性和灵活性,可广泛应用于军事通信领域和不易建立固定通信设施的环境中,如环境监测、紧急搜救等。本文以无线自组网在电力系统通信中的应用为出发点,对无线自组网的路由协议和MAC协议进行了研究,具体的研究内容包括路由协议选择、IEEE802.11e EDCA机制的性能优化、基于无线自组网的电力系统通信规划以及基于IEEE802.16e的数据聚合机制。本文的主要贡献如下:1)无线自组网路由协议的选择问题:针对电力系统通信的特点,本文首先介绍了几种典型路由协议的特点,从定性分析和仿真比较两方面对路由协议进行了筛选,为基于无线自组网的电力系统通信提供了路由选择参考。2)IEEE802.11e EDCA机制的优化问题:IEEE 802.11e标准提供了对实时业务的QoS支持,非常适合组建局域电力监控网,但其EDCA机制并没有规定具体的参数调节算法,若采用默认的参数配置容易造成系统资源的浪费,针对该问题,本文提出了一种简单、有效的参数调节策略,仿真结果表明,所提出的调节机制可以在保证实时业务要求的基础上,显著提高系统的吞吐率,优化了EDCA的运行性能。3)无线自组网在电力系统通信中的应用架构:主要针对低压配电、用电网的业务类型,提出了基于无线自组网的电力系统通信架构。4)数据聚合问题:针对采集到的电力数据需远程传输的要求,引入了IEEE802.16e协议作为数据聚合机制,首先将电力通信业务按其关键程度进行分类,并将其映射到IEEE802.16e相应的服务类别上,然后通过仿真验证了IEEE802.16e架构下数据聚合的可行性。