网络编码协作中继系统的功率优化分配研究

研究了基于网络编码的协作中继功率分配问题.在系统的总能量一定的前提下,使用传统的两用户单中继模型对源节点和中继节点的功率进行优化分配.假设模型中源节点与中继节点之间能进行无误传输,其他链路存在噪声,最后用系统中断概率来衡量系统的性能.分析得出当能量分配比例取某一固定值时,系统的中断概率达到最小,系统的性能也最好.     

复杂环境下双向协作通信研究

双向协作通信应用于航空自组网、车联网等未来无线通信,面临着高速运动环境下信道状态变化导致通信质量大幅下降问题。利用随机信道建模方式,考虑通信过程前后子阶段信道状态信息相关性,推导了信道状态联合概率密度闭式表达式;提出了以最小化系统中断概率为目标的最优功率分配策略以改善双向协作通信系统的中断性能。蒙特卡罗仿真结果表明在不同的系统平均信噪比、信道相关系数（与通信节点运动速度相关）下最优功率分配相比于等功率分配可有效提高系统中断性能。基于最优功率分配的双向协作通信能克服高速运动环境下信道状态变化问题,具有高可靠高速率特点,能为航空自组网、车联网等未来无线通信应用提供技术支撑。     

引入天线的无线通信射频采集信道模型建立及其仿真分析

为了降低受限无线网络设备电池的容量对系统性能造成的制约,研究了时间切换传输协议条件下的物理层安全传输技术.针对源节点引入发送天线选择方案来提高能量受限中继节点收集能量的效率,再以人为干扰的方式避免信息受到非可信中继窃听的情况.结果表明,传输模型显著提高了物理层的安全性.采用计算理论模拟的方法分析了系统运行性能和时间因子以及功率因子之间的关系,可以通过合理调整时间因子与功率因子来达到最大的安全吞吐量.引入天线的无线通信射频采集信道模型可以有效提高传输系统的安全性能,对保障无线通信效率具有一定的理论价值.     

基于无线携能的协作NOMA系统安全性能研究

针对中继能量受限的多用户无线窃听场景,提出了一种基于无线携能的协作非正交多址接入(NOMA)安全传输机制并进行了性能分析。该传输机制首先对多天线基站进行最优发射天线选择,引入协作NOMA的全双工技术提高传输可靠性与频谱利用率,采用无线携能技术克服中继节点由于功耗过大引起的能量不足问题。为进一步衡量所提传输机制的系统性能,推导了用户的中断概率和安全中断概率并进行了系统性能分析。数值结果表明,通过合理设置NOMA功率分配比以及无线携能功率分割比有利于提高系统的性能,所提传输机制相对于协作NOMA和传统NOMA传输机制安全中断性能分别提高了33%与59%。     

基于深度神经网络的功率分配方案

在无线通信中,与传统的单输入单输出(Single Input Single Output, SISO)技术相比,协同通信(Cooperative communication, CC)技术具有更好的性能。在放大转发(Amplify and Forward, AF)中继方案中,功率分配对系统的性能和功率利用起着关键作用。本文提出了一种新的基于机器学习的功率分配方法,其核心思想是将信道衰落系数的方差作为深度神经网络(Deep Neural Network,DNN)的输入,利用该系统的误码率闭环表达式,通过数值计算得到使误码率最小的功率分配方案,验证了深度神经网络在功率分配方法中的优势。结果表明,通过大量的数据训练,神经网络得到的功率分配方案的误码率(Symbol-Error-Rate,SER)无限逼近SER的精确值,并且随着隐含层层数的增加,神经网络的均方误差也在不断减小。与传统的功率分配相比,DNN在协作通信的功率分配中能够更好的减小网络传输的误码率。     

电力远程抄表系统的混合通信和中继技术研究

电力远程抄表系统的本地通信环境复杂,需要不同的通信方式进行协作才能完成可靠的数据传输。采用微功率无线与电力线2种各具特色的混合通信方式,并引入中继技术,可以提高远程抄表系统的整体性能。针对电力远程抄表系统中无线与电力线混合通信问题,设计了无线/电力线混合通信系统,并开发了模块无线/电力线混合通信单元,设计了基于接收信号强度的混合通信信道选择及中继选择算法,可以依据链路质量自适应选择电力线/无线通信方式和中继节点。测试结果表明,设计的具有信道和中继选择的混合通信系统可以明显提高抄表的成功率。     

电力线通信信道下协作非正交多址接入系统的分布式机会中继选择

该文将非正交多址接入(NOMA)技术应用于下行多中继协作电力线通信(PLC)网络,考虑对数正态信道衰落和伯努利-高斯信道噪声,设计机会式中继选择方案。首先,根据电力线信道的瞬时信道状态信息(ICSI)进行目的节点排序,同时自适应调整功率分配系数。其次,以满足目的节点服务质量(QoS)要求和最小化系统功耗为目标,分别针对译码转发(DF)和放大转发(AF)协议设计基于加权调和平均的分布式机会中继选择方案。然后,分别分析两协议下的系统性能并进行Monte-Carlo仿真分析。结果表明,所设计方案可获得比基准方案更优的系统性能;该文DF方案能够进行两次功率分配系数动态调整,并可获得比AF方案更高的吐量性能;此外,该方案分布式进行,能够节约用于ICSI反馈的信令开销。     

认知无线电中信道和功率协同分配算法研究

认知无线电是一种新的智能无线电技术,它通过动态地接入频谱为用户提供高容量的服务.主要研究了在中继协助下认知无线网络中信道和功率分配的问题.区别于传统的中继信道,认知无线网络信道可归结为3类:直接信道、多跳和中继信道.讨论了不同信道模式的系统吞吐量并且提出了一种信道和功率协同分配算法.该算法通过把感知频谱归到适合模式下,然后优化各节点频谱功率的分配以提高系统的整体吞吐量.在最后数据仿真结果中,协同分配算法在提高吞吐量方面要明显好于单一的信道和功率分配.     

电气节点源流瞬时功率与周期能量分配关系分析

目前,在电网关口节点安装的各类功率和电能表,只能测量和统计进出线路上的总功率和总能量,缺乏分析电气源流间功率交互和能量分配关系的功能。此状况制约了电力成本核算与分摊工作的公正开展。该文在将节点比例共享定理由瞬时电流拓展应用至瞬时功率的基础上,推导出计算节点任意源–源间和流–流间瞬时功率交互穿越值,以及任意源–流间瞬时功率送受值的关系式;设计了数值和解析计算节点源流1个周期能量分配关系的方法,建立了反映节点所有源–源、流–流和源–流间能量交互与送受关系的电能分配矩阵。最后,通过算例,比较了该文方法与其他方法的差异。所提方法将对开发新型节点关口智能电表、为进行关口能量与成本核算提供理论支撑。     

无线信道动态分配方案分析

随着多媒体数据业务传输和用户数量的日益增多,无线通信系统有限的无线信道就显得越发珍贵,迫切需要提高系统的容量,合理地分配和利用无线信道资源.文章介绍了信道资源的概念、信道分配的过程和任务以及分配方案性能的评价指标,对无线通信中基于MPEG视频流结构、最大吞吐量、最小传输时间和TDD-CDMA系统中非对称业务思想的4种信道资源分配方案做了阐述和比较,分析了这4种方法在性能上的优点和缺点.     

联合机器学习的D2D通信多中继选择机制

在D2D通信中,当源节点与目的节点间的距离过大时,可以通过引入中继节点来改善通信质量。当通信衰落严重时,单中继无法有效改善通信质量,此时可以引入多中继参与通信。针对D2D网络多中继通信,提出一种基于机器学习中Q-learning算法的多中继选择机制。首先,判断源节点与目的节点之间通信是否需要合作中继;其次,通过考虑D2D网络中通信能量消耗来对Q-learning算法中的Q函数的回报值进行定义;最后,通过计算D2D通信传输距离和通信接收端信噪比得出满意度函数。综合考虑回报值和满意度,获得协作中继集。仿真结果表明,基于Q-learning算法的多中继协作可以显著减少传输延迟,平衡网络负载。     

Protective relaying for multi-source generator buses

The reliability of an industrial power system can be increased by proper selection and application of protective relays. This is especially true for the medium-voltage distribution system. An effective protective relay application scheme is presented that uses devices widely used in present pulp and paper mill power distribution systems. The effective use of summation overcurrent and directional overcurrent relays for multisource generator buses makes it possible for the power system protective engineer to achieve good selective operation between source buses for both phase and ground fault current conditions. This greatly enhances the reliability of the power distribution system     

多跳AF中继中的动态混合携能通信

考虑从信源到信宿经过m跳的多跳AF中继传输,给出了混合时间分配和功率切割的无线携能通信协议的帧结构构建过程。在每个中继的总传输功率和吞吐量一定的约束条件下,评估了功率传输效率和信息传输性能之间的权衡关系。导出了双参数混合的非闭合形式表达式,计算出在给定节点吞吐量下的最大可实现跳数。数值仿真结果表明,为了扩展网络覆盖范围和保证能源效率,可以通过不同的中继跳数动态调整两个参数,以实现最佳的无线携能通信性能。     

继电保护系统网络化发展综述

网络化是当前继电保护技术发展的趋势,它可以实现继电保护信息与数据的共享,提高系统的继电保护性能,对电力系统安全稳定运行具有重要的意义。通过阐述继电保护网络系统的网络架构与网络连接方式,分析继电保护网络系统的功能与特点,提出提高继电保护网络系统可靠性的措施,展望继电保护系统网络化未来的发展。     

A new PMU based power swing detector to prevent mal-operation of distance relay

In conventional transmission line protection, a distance relay is used to provide the primary as well as remote backup protection. The voltage and current phasors measurement needed by the distance relay for determining the impedance may be affected by the power disturbances such as power swing. Consequently, this power swing may cause mal-operation of Zone three distance relays which in turn may affect on the reliability of the whole protective scheme. To mitigate these effects and hence improve the relay reliability, this work proposes a new real-time power swing detector using phasor measurement units for blinding the distance relay only during this transient disturbance. However, this developed detector will not block relay when the power swing accompanied with faults. To validate the present work, the performance of developed enhanced distance relay is tested by signals generated by Simulink/MATLAB simulator under different conditions. The test results show that this proposed scheme provides good discrimination between the transient currents and the fault current which in turn it may contribute in enhancing the reliability of Distance relay.     

基于时间复杂度的无线网络编码数据包传输次数优化分析

为了提高无线广播网络传输的稳定性,建立了一种基于时间复杂度的无线网络编码数据包传输次数优化网络模型。分析结果表明:随着节点数M不断增大,将获得更高的数据包传输次数。NCIF方案具有比CLIF更优的性能,并且比SRPSiF的性能也更好,采用NCIF方案可以获得更高的重传效率。NCIF方案具备比SRPS方案更优的性能,NCIF方案利用S生成编码包的过程中不考虑中继节点R产生的解码性,可以高效恢复目的节点的丢失数据包。当丢包率增大后,NCIF与CLIF方案都发生了性能降低的情况,降低了中继节点的作用。     

模式自适应微机型备用电源自投装置

为改善电磁型备用电源自投装置接线复杂、功能僵化、误动等缺点，提出了一种新型的微机型备用电源自投装置。它根据主接线特点，利用软件的智能性，可对不同主接线方式的发电厂和变电站自动进行模式识别，而不需要继保人员频繁操作。该装置制作成本低、运行可靠性高、功能齐全、使用方便，这些都是电磁型备用电源自投装置无法比拟的。试验和运行证明，模式自识别方式是可行的，以此设计的微机型备用电源自投装置具有良好的性能和实用价值。     

含超导元件的配电网继电保护方案研究

随着分布式电源（DG）在电力系统中的大量应用,电力系统继电保护的拒动、误动及保护配合失败问题成为影响电网稳定运行的重要问题。首先分析了DG对传统保护的影响机理,提出一种基于微处理器的新型电流-电压-时间继电保护特性的方向过流继电器,可用于减少继电保护动作时间,恢复被DG破坏的保护之间的配合。利用超导器件遏制短路电流的特性解决误动问题,提出以超导器件与所提新型继电器相配合的含DG的配电网继电保护方案,并以IEEE-14节点系统为例,验证了所提方案的有效性。     

带E类功放的磁耦合谐振无线输电系统源线圈优化

首先为磁耦合谐振式无线输电系统设计了一款E类功放作为系统输入端电源。鉴于E类功放性能易受负载参数影响,通过优化无线输电系统源线圈结构来降低因E类功放特性造成的系统性能下降。提出了三类源线圈结构,在多负载情况下分别测试负载两端电压变化情况,对比研究各结构下负载间耦合情况对负载电压的影响和各结构下系统的传输效率。研究发现多源线圈单谐振结构能通过利用负载间的耦合来降低由磁场分布引起的负载电压变化。而在E类功放下,串联型分立的多源线圈多谐振结构易造成系统性能下降,负载间耦合对负载影响也十分明显。     

中压配电网电力线载波通信组网优化方法*

为进一步完善中压配电网电力线载波通信(PLC)组网的灵活性和可靠性,在结合中压配电网的实际拓扑结构和信道环境的基础上,提出了一种基于遗传算法的PLC组网方法。该方法综合考虑了节点间实际距离、节点间链路衰耗、连接节点衰耗、节点自身价值及链路价值等因素,利用遗传算法计算网络的最大价值函数,确定网络的最佳链路集。在最佳链路集基础上,求取各通信节点的节点度,将节点度数值较大者作为网络的中继节点,进而完成配电网PLC的优化组网。与蚁群路由算法相比,文中算法考虑了配电网的实际拓扑结构与信道特性,中继节点和链路分配更为合理,使PLC网络具有更高的网络价值和网络传输效率。