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1、智能電網(wǎng)無線通信網(wǎng)中的頻譜感知技術(shù)應(yīng)用研究SpectrumSensingApplicationinSmartGridWirelessCommunicationNetwork學(xué)科專業(yè)：信息與通信工程研究生：曾亞輝指導(dǎo)教師：劉開華教授天津大學(xué)電子信息工程學(xué)院二零一五年十一月摘要為了滿足現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的需要，人們提出“智能電網(wǎng)”的概念。電力通信網(wǎng)作為電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸、信息交換的重要通道，成為智能電網(wǎng)的重要組成部分，并且靈活的無線通信方式成為構(gòu)成電力通信網(wǎng)的首選方案。鑒于智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換量大，分配的電力通信頻譜資源有限，無法滿足應(yīng)用需求的現(xiàn)
2、狀，本文將認(rèn)知無線電（CR）技術(shù)引入智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)，通過感知外界通信環(huán)境的狀況，對應(yīng)用的頻段、帶寬等參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)提高頻譜利用率、最終滿足智能電網(wǎng)通信的目的。本文首先論述了課題的背景與意義，介紹了電力通信網(wǎng)和認(rèn)知無線電技術(shù)的研究現(xiàn)狀。然后，詳細(xì)介紹了智能電網(wǎng)的概念及參考模型，電力通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)，以及頻譜感知技術(shù)。本文重點(diǎn)研究了頻譜感知技術(shù)在智能電網(wǎng)無線通信網(wǎng)中的應(yīng)用融合。在深入研究已有的頻譜感知算法的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求，優(yōu)化選擇感知算法的策略。最后，針對智能電網(wǎng)中的需求側(cè)管理，引入頻譜感知的思想，通過數(shù)學(xué)方
3、法表示電價、時間、中斷、效益等參數(shù)之間的關(guān)系，得到性能優(yōu)化模型。本文采用能量檢測法，設(shè)置特定的檢測帶寬，利用MATLAB軟件對模型進(jìn)行仿真，通過對仿真性能的分析，能夠看到，所提優(yōu)化模型頻譜感知準(zhǔn)確性較高，降低了通信中斷概率，不僅有效利用了空閑頻譜資源，保障了大容量數(shù)據(jù)傳輸需要；還提高了電網(wǎng)通信系統(tǒng)的可靠性和通信質(zhì)量。關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)無線通信頻譜感知需求側(cè)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
