面向输变电场景的无线传感网通信性能测试研究

无线传感网在输变电设备状态监测领域的应用,能够有效提升电网运行效率,实现更高的经济价值和社会效益。通过分析无线传感网在输变电场景下的通信特征,提出通信性能测试方法,构建闭环测试平台,对无线传感网的接入容量、组网性能等关键指标开展测试验证。结果表明,所提测试方法能有效评估无线传感网的终端接入、数据传输能力,可为无线传感网在电力系统的推广提供技术支撑。

基于IEC62351变电站过程层安全通信性能研究

IEC 61850标准的过程层通信是数字化变电站的重要组成部分,然而IEC 61850标准并不包含特定的安全措施。IEC 62351标准的提出从理论上解决了电力通信领域的通信安全问题,由UCA组织的2019国际互操作验证了IEC 62351标准在过程层通信的互操作性,但并未对通信性能开展测试。首先基于不同嵌入式处理器,对消息认证码算法进行性能测试;然后基于已具备IEC 62351过程层安全通信能力的设备,分别在安全通信和非安全通信两种模式下,对过程层GOOSE和SMV通信性能进行对比测试。最后搭建一个典型配置的主变保护测试系统,验证了通信的安全性。实验结果表明,基于高性能嵌入式处理器的IEC 62351安全通信可以满足过程层实时通信性能的要求。

MicroPython软件开发平台的ESP32 C3通信性能测试

现有的ZigBee通信方法成本较高、结构复杂,而智能家居对软硬件成本比较敏感。针对此,本文基于开源开发语言MicroPython搭建了ESP32 C3芯片网络传输性能的测试系统。该测试完成了PC与单台ESP32 C3下位机单数据包传输,PC与ESP32 C3的大数据传输,ESP32 C3AP与ESP32 C3下位机的网络传输特性测试,ESP32 C3作为AP,PC与ESP32 C3下位机网络传输特性测试。实验结果表明,ESP32 C3的单数据包传输时间主要变化范围为6~30 ms,基于ESP32 C3 AP的通信方案的传输时间最长为125 ms,8~2048k大数据的归一化传输时间的主要波动变化范围是3~5 ms,传输速度比较稳定。ESP32 C3单芯片网络传输系统的带宽为1.3~2.7 Mb/s,满足智能家居的开关信号及监控静态图像的传输速度要求。

基于理想点法的UUV集群通信性能评估方法研究

UUV集群性能准确的评估对于UUV集群的选择和优化具有重要意义。通信性能是UUV集群重要的性能之一,UUV集群作业的各个环节都发生着信息的传递,通信质量直接影响整个UUV集群性能。通过研究UUV集群通信性能评估方法,建立了通信性能评估指标体系,确定了各指标参数获取方法,并用相对比较法计算了各评估指标的权重系数,在此基础上基于理想点法对5型UUV集群的通信性能进行评估,评估结果表明该方法计算速度快,区分度明显。

基于无线通信技术的智能电能表通信性能优化研究

传统智能电能表通信存在通信距离受限、数据传输速率低、抗干扰能力差、通信稳定性差、能耗大以及安全隐患多等问题。探讨无线通信技术在智能电能表通信上的应用价值,提出基于无线通信技术的智能电能表通信性能优化策略,包括优化通信协议、改进天线设计、加强信号处理算法、优化功耗管理、强化安全措施、环境适应性优化、采用多路径传输技术以及引入智能优化算法等。

基于圆偏振移位键控的大气激光通信性能分析

为了有效抑制大气扰动等因素对空间激光通信性能的影响,介绍一种采用新型调制方式——圆偏振移位键控(Circle Polarization Shift Keying,CPolSK)的大气激光通信系统,并简述其工作原理。给出了CPolSK的系统模型,并对系统中影响通信性能的因素进行了分析。主要考虑了探测器噪声和灵敏度、大气信道衰减和发射功率四项主要参数对通信性能的影响,并采用OptiSystem软件对偏振移位键控系统通信过程进行实验研究,结果表明,相同通信条件下,基于CPolSK的大气激光通信系统的综合性能明显优于OOK系统。

内河船舶AIS网络通信性能研究

随着船舶数量的日益增长,密集通航水域AIS系统的信道负载迅速增大,出现系统时隙冲突、信道拥塞、AIS网络通信异常等现象,导致AIS应用的可信度降低,成为船舶航行安全的隐患。为了更为精确、及时地反映AIS网络通信性能的实际状况,基于AIS综合应用平台实时监测AIS网络通信性能指标,以长江武汉段AIS数据为基础,选取一周的指标监测数据,从网络容量、网络信道负载率、网络吞吐率、网络阻塞率、网络利用率5个方面对该水域AIS网络通信性能进行评价分析,并通过仿真研究了AIS网络通信性能的变化趋势和极限状况。研究结果表明现阶段长江干线武汉段AIS网络信道负载率在15%左右,吞吐率接近100%,通信性能良好。随着船舶数的增加,网络信道负载率达到60.5%时,出现AIS网络通信阻塞现象,并得到通信阻塞时13种运动状态下的船舶数分布。研究结果客观、准确地反映了研究水域的AIS网络通信性能,为内河海事主管机关监控、管理、调控AIS系统提供技术支撑。

不同频率位置的窄带干扰对DSSS通信性能的影响分析

衡量窄带干扰抑制算法性能高低的一个主要标准是评估干扰处于最恶劣频率位置时的干扰输出平均功率的大小。在扩频序列周期很长且严格平衡的理想条件下,最恶劣干扰的频率位置为DSSS信号载波频率。基于典型的m序列DSSS系统,分析了处在不同频率位置的窄带干扰对DSSS系统的影响,所得结果与理想条件有所不同,这对于扩频系统的设计与应用具有指导意义。

两跳MIMO中继系统通信性能分析的研究进展

描述了两跳MIMO(Multiple-input and Multiple-output)中继系统模型,概述了中继通用的转发策略以及系统性能分析常涉及到的信道模型和信源发射方案,详细介绍了两跳MIMO中继系统通信性能分析国内外的研究进展,通过一个具体的例子比较了不同发射策略系统的性能,最后探讨和展望了两跳MIMO中继系统下一步的研究方向。MIMO中继系统的性能分析为MIMO中继系统的工程应用提供了有价值的理论参考。

供配电线路自适应保护系统通信性能分析

为验证供配电线路自适应保护系统的通信性能,基于DeviceNet现场总线和工业以太网构建了其通信网络。提出了现场总线传送延时模型和性能评价指标,评估了自适应保护系统DeviceNet通信在状态改变和轮询这2种数据触发方式下的传送延时、吞吐量、网络效率、网络利用率;给出了交换式工业以太网传送延时的组成及基本公式,分析了自适应保护系统内交换式工业以太网周期性通信的传送延时。仿真结果表明,该系统DeviceNet通信和工业以太网通信在实时性、可靠性方面均能满足变电站自动化的要求。

基于FC-TR网络的MPI通信性能优化研究

为了给上层的MPI并行应用程序提供更快的基于信令寻径式光纤通道交换网络(FC-TR网络)的通信支持,针对FC-VIA-MPI进行了通信性能优化,对点对点通信的实现提出了新的优化方法,尽量把同一节点内进程之间的网络通信转换为内存操作;同时,根据底层的FC-TR网络软硬件特性,对MPI的部分组通信(如MPI_Bcast、MPI_Allreduce等)的实现也提出了新的优化算法。实验结果表明,优化的FC-VIA-MPI通信性能总体上提高了10%左右。

JMS PTP体系结构的MDB组件的设计和通信性能测试

JMS定义了Java访问消息中间件标准的和统一的接口,克服了RPC中间件技术的同步通信、紧密耦合等的局限性。消息驱动Bean(MDB)组件作为一种完善的JMS客户机,很好地利用了已有的EJB和J2EE技术。本文使用JMSPTP扇出体系结构,以消息驱动Bean组件作为消息异步消费者,并且以消息大小、应答模式、线程数、JVM选项等作为影响吞吐量的4个因素,对其通信性能进行了测试。采用方差分析、最小正规二次无偏估计等数理统计方法分析实验数据,获得了各个因素及其各个水平对吞吐量边际均值的具体影响程度,为通信性能的增益提供了有效的参考价值。

MPI集合通信性能可扩展性研究与分析

集合通信性能是影响并行程序并行效率的重要因素之一,但对于大规模并行计算机上不同类别集合通信的评测和理论分析仍较为缺乏,许多应用程序的通信模块设计和使用不合理。基于某国产并行机平台,利用IMB测试程序,对各典型MPI(message passing interface)集合通信性能进行了分析,并基于现有通信模型和算法进行理论拟合。结果显示:不同类别的MPI集合通信操作的性能差异很大,并且许多集合通信的性能在超大规模下与理论差距很大。一方面反映出现有理论和模型的不足;另一方面也体现出,无论是集合通信的优化,还是基于集合通信的特征进行应用程序的通信模块设计,仍然大有可为。

影响PROFIBUS-DP通信性能的因素分析与评估

安装是现场总线控制系统的一个重要环节,安装质量的好坏将直接影响着现场总线控制系统的通信性能。在设计PROFIBUS-DP通信性能的测试平台的基础上,详细地分析和评估了终端电阻、未使用标准电缆、传输速率与距离、屏蔽与接地、电缆布线等各种安装因素影响ROFIBUS-DP通信性能的具体程度,从而为PROFIBUS-DP控制系统的实际工程应用提供理论和方法的参考。

漫散型红外光无线局域网通信性能分析

文章从红外光通信的特点出发,讨论了采用漫散型红外链路构建的无线局域网的网络结构和主要技术措施,分析了基于该结构的网络的带宽效率、抗干扰性以及设备之间的互操作性,并重点研究了采用不同光复用技术对网络系统容量的影响。

所需通信性能对飞机定位误差的影响分析

分析所需通信性能对飞机定位误差的影响,使得各个飞行阶段所需的业务通信系统中有明确的通信性能要求,据此可以有效地减轻管制员工作负荷。选取时间作为衡量误差的参数,研究在通信过程中各系统性能参数对飞机定位误差影响。最后通过对所需通信技术性能的分析,得到所需通信性能概念下的另一重要因素—人员绩效的反应时间。

通信性能评估的仿真实验研究

研究了流量控制和差错控制对通信性能的综合影响 ,着重分析了停止 -等待协议和连续 ARQ协议的优缺点 ,讨论了信道利用率和帧长的关系。介绍了几种多点接入技术的基本原理 ,如 CSMA和 CSMA/ CD,并给出了各自相应的性能仿真曲线。所设计的通信性能评估实验 ,仿真界面形象丰富 ,与实验知识点紧密结合 ,可以大大提高实验教学的效率和质量。

光纤单信道混沌激光通信性能分析及优化方法设计

光纤通信和混沌激光通信技术在安全通信领域具有十分广泛的应用。混沌光信号在光纤信道的传输过程中会受到光纤的色散和非线性效应等因素的干扰,造成混沌同步和通信质量的下降。为此,本文通过建立光纤通信模型,提出了面向光纤单信道的混沌激光通信的对称色散补偿机制,对比在不同传输速率的条件下色散补偿策略执行前后接收机对信息恢复的处理能力,而且仿真分析了色散补偿周期对通信性能产生的影响。仿真验证了混沌光载波经色散位移光纤传输后信号的变化情况,说明通过色散补偿策略后,接收机恢复出信息的质量有显著提升。

前向数据接入方式对导航星座网络通信性能的影响分析

对采用时分多址轮询建链体制的导航星座星间链路网络,为了指导星间链路网络地面前向数据接入的应用,分析了不同地面前向数据接入方式的星-星-地联合数据交互机制及其对网络通信性能的影响,并结合应用代价给出了综合评价和使用建议。以前向数据最快路径接入方式和固定节点接入方式为代表,分析了星间链路网络与地面间星-星-地联合数据交互机制的特点,明确了两种方式下星间链路网络拓扑路由规划策略的制定原则。通过构建Walker 24/3/1导航星座星间链路网络数据处理模型及典型星地运行场景,对两种地面前向数据接入方式仿真分析了星间链路通信容量和传输时延等网络通信性能,比较分析了通信容量及数据拥塞规律,得出前向数据最快路径接入方式相比于固定节点接入方式在通信性能上有较明显优势的结论。最后,综合给出了两种星-星-地联合数据交互机制的应用性评价,同时给出了在通信容量较低且通信时延要求不高、但可靠性要求较高的应用条件下,可适度采用固定节点接入方式的建议。

智能电能表通信性能仿真平台隔离电源设计

为更好地评估低压智能电能表的各项通信性能、建立专门的智能电能表通信性能仿真平台及克服低压电力线通信过程中高阻抗、高噪声、高污染的影响,研发了性能良好的干扰屏蔽措施,根据传导噪声的传导和耦合机理,提出一种传导噪声隔离供电电源设计方案。试验证明,该方案低压电力线窄带载波通信频段内的传导噪声隔离效果优于80dB,保持有效信号正常通信。