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1、智能电网无线通信网中的频谱感知技术应用研究SpectrumSensingApplicationinSmartGridWirelessCommunicationNetwork学科专业：信息与通信工程研究生：曾亚辉指导教师：刘开华教授天津大学电子信息工程学院二零一五年十一月摘要为了满足现代经济社会发展的需要，人们提出“智能电网”的概念。电力通信网作为电力系统数据传输、信息交换的重要通道，成为智能电网的重要组成部分，并且灵活的无线通信方式成为构成电力通信网的首选方案。鉴于智能电网的数据交换量大，分配的电力通信频谱资源有限，无法满足应用需求的现
2、状，本文将认知无线电（CR）技术引入智能电网通信系统，通过感知外界通信环境的状况，对应用的频段、带宽等参数进行自适应调整，以实现提高频谱利用率、最终满足智能电网通信的目的。本文首先论述了课题的背景与意义，介绍了电力通信网和认知无线电技术的研究现状。然后，详细介绍了智能电网的概念及参考模型，电力通信网络架构和关键技术，以及频谱感知技术。本文重点研究了频谱感知技术在智能电网无线通信网中的应用融合。在深入研究已有的频谱感知算法的基础上，根据不同的业务需求，优化选择感知算法的策略。最后，针对智能电网中的需求侧管理，引入频谱感知的思想，通过数学方
3、法表示电价、时间、中断、效益等参数之间的关系，得到性能优化模型。本文采用能量检测法，设置特定的检测带宽，利用MATLAB软件对模型进行仿真，通过对仿真性能的分析，能够看到，所提优化模型频谱感知准确性较高，降低了通信中断概率，不仅有效利用了空闲频谱资源，保障了大容量数据传输需要；还提高了电网通信系统的可靠性和通信质量。关键词：智能电网无线通信频谱感知需求侧管理ABSTRACTSmartgridiswidelyconsideredtobethenextgenerationofpowergrid,wherepowergeneration,ma
4、nagement,transmission,distribution,andutilizationarefullyupgradedtoimproveagility,reliability,efficiency,security,economyandenvironmentalfriendless.Asanimportantchannelfordatatransmissionandinformationexchange,communicationnetworkhasbecomeanessentialpartofsmartgrid,andwi
5、relesscommunicationsolutionisthefirstchoicewithflexibilityandadaptability.However,withdatacapacityincreasinginsmartgrid,thelimitedradiospectrumresourcebecomesakeyissue,whichmaynotmeettheapplicationrequirements.Tosolvethespectrumscarcityproblem,cognitiveradiohasbeenpropos
6、edandwillapplyintothesmartgridcommunicationsystem,bysensingtheexternalcommunicationenvironment,adjustingthefrequency,bandwidth,andotherparametersadaptively,toachievespectrumefficiencyandimprovethecommunicationquality.Thisthesisdiscussesthebackgroundandsignificance,analyz
7、esthecurrentsituationofpowernetworkcommunication.Then,theconceptandreferencemodelofsmartgrid,powercommunicationnetworkarchitectureandkeytechnologies,andspectrumsensingtechnologyaredescribedindetail.Basedonthein-depthstudyofexistingspectrumsensingalgorithms,optimizedsensi
8、ngalgorithmstrategywillbechosedependingonthevariousneeds.Finally,Inordertoachievethebalanceofsupplyandd
