浅谈能源互联网的信息通信架构体系

近年来,随着经济全球化协调发展,能源互联网被称作为"第三次工业革命",因而受到社会各界人士广泛关注,并成为一项能源领域的研究热点。基于能源互联网应运而生,则对其信息通信架构体系的要求愈加严格,亟待研究信息通信架构体系已成为满足发展需求的必然趋势。在本文中,侧重分析能源互联网信息通信架构体系的现状以及未来发展走向,并为国际化突破方案提出相应策略作为参考依据,旨在全面推进能源互联网持久长效发展。

虚拟电厂的通信网络体系架构及通信方式适配方法

虚拟电厂作为一种新型的能源互联网组织形式,具有控制灵活、响应快速等特点,在电力系统中具有广阔的应用前景。文中从虚拟电厂通信网络体系架构和通信方式的选择入手,探讨了虚拟电厂通信网络的架构设计和适配方法,提出了一种适用于虚拟电厂通信网络架构的物理层、数据链路层、网络层和应用层4层体系架构。最后,提出了基于软件定义网络(SDN)技术的通信方式适配方法,并通过实际项目验证了该适配方法的可行性和有效性。

基于软件通信体系架构的OFDM波形的设计与实现

基于软件通信体系架构设计实现了通用硬件、软件平台和组件化OFDM波形。通用硬件平台采用Xilinx公司的ZYNQ SOC芯片和ADI公司的AD9361为核心处理芯片,并设计了覆盖30 MHz~2 GHz的宽频段信道模块;通用软件平台按照SCA 4.1标准研制了核心框架软件;OFDM波形按照波形标准API接口进行了组件化封装,并通过平台设备和服务组件接口与底层平台适配。最后测试了波形的功率谱、误码率、接收灵敏度等指标,结果证明,波形性能可以满足设计指标要求。

空间光通信网络技术的研究进展及架构体系

通过调研国内外空间光通信网络技术的发展现状,重点介绍了TSAT、THOR、ORCLE、ORCA、FOENEX、ALCOS、LCRD、EDRS等计划,提出了一种基于天基卫星组网、平流层飞行器组网、空基组网等子网络组成的空间光通信网络体系架构。

微电网通信体系架构及通信技术体制分析

微电网是新一代电网发展的重要组成部分,目前微电网通信系统领域并没有相应的通用标准。鉴于IEC61850技术的逐渐成熟及在变电站通信系统中的广泛应用,文章将其技术和方法推广至微电网通信系统领域,提出一种广泛适用的微电网通信体系架构,同时分析了微电网监控业务的流量需求,对比了目前流行的适用于微电网的通信技术体制,针对提出的微电网通信体系架构给出了相应的通信技术体制选择方案,为建立统一的微电网通信系统标准起到了一定的指导作用。

虚拟电厂通信网络体系架构及通信方式适配方法

针对双碳背景下虚拟电厂通信网络与差异化业务需求适配性差的问题,为满足多类型业务灵活接入需求,融合多种异构通信方式,文章构建了结合企业专网和公网互联组网的虚拟电厂通信网络体系架构,对支撑该架构的多种通信媒介融合、资源高效认知与管理、差异化业务承载与全体系通信安全特征的关键技术展开分析,并根据差异化业务类型及其通信需求,提出一种基于层次分析法的通信方式适配方法,给出算例分析,进而实现差异化业务需求与多种通信方式之间的灵活适配。

基于ZedBoard的SCA架构的设计与实现

Zed Board是Xilinx公司首款融合了ARM Cortex A9双核和7系列FPGA的全可编程片上系统,兼具ARM和FPGA两者的优势,是小型化SCA实现的最佳嵌入式平台之一。本文介绍了Zed Board平台的硬件结构,并针对SCA架构在专用硬件平台上无法实现的问题,通过分析研究MHAL硬件抽象层技术和OCP接口规范,设计了符合ZedBoard平台硬件环境的MHAL硬件抽象接口和FPGA波形组件容器,有效地解决了SCA架构在Zed Board平台上的实现问题,为在Zed Board上实现以SCA架构为核心的系统开发打下了基础。

基于软件无线电的短波通信系统设计

针对短波通信系统设备种类多、数量多、操作复杂、升级成本高、兼容性差的问题及现代信息战的发展需求,论文提出了一种基于软件无线电的短波通信系统软硬件平台设计方案,硬件平台采用总线式组织结构和分频段、二次变频的射频收发模块,实现了模块级的可扩展化和中频与基带处理模块的通用化。软件平台则使用与SCA规范(Software Communication Architecture)完全兼容的OE波形实时运行环境和波形开发部署管理工具。该系统支持新业务功能的软件注入和硬件资源的无缝扩展,较好地解决了短波通信系统中所面临的相同设备功能扩展升级和不同设备互连互通的问题。

美军卫星通信终端的研究现状与发展趋势

随着软件无线电技术的快速发展和实践应用,原本数量众多且种类多样的美军军用卫星通信终端也即将迎来更新换代和整合。在介绍美三军最新一代卫星通信终端研制现状的基础上,研究了美军新一代卫星通信终端发展的特点,分析了美军卫星通信终端的未来发展趋势,总结了从中获得的启示。

面向SCA的DPR软件架构设计与调度技术

为提高软件无线电(SDR)系统波形应用部署的灵活性和FPGA资源利用率,基于SDR系统的软件通信体系架构(SCA),设计一种支持FPGA的动态部分可重构(DPR)软件架构。针对DPR FPGA与CPU组成的异构计算平台,提出一种蚁群优化调度算法,以提高波形应用部署效率。实验结果表明,与MILP算法和ILP算法相比,所提算法的求解性能平均提升了约30%,且随着任务规模的增大,优势更加明显。

基于软件通信体系架构的短波波形设计与实现

阐述软件无线电领域应用中的SCA规范,实现短波自动链路建立波形,包括短波ALE波形设计中的功能模块划分、波形组件设计、波形动态加载与卸载。

基于用电信息采集系统的一体化多表集采方案设计

针对我国居民用户能源计量设备种类多及效率低等特点,现有用电信息采集系统难以适应电、水、气、热能源综合计量发展的新形式,其系统架构及通信协议也难以满足多表一体化采集的应用需求。通过分析电、水、气、热单个采集系统数据采集及传输特征,提出基于用电信息采集系统的多表集采一体化方案,设计多表集采异构网络架构,实现水、热、气、电表数据的集中采集,既能满足水、电、气、热各单位对各表数据的采集,又能满足家庭用户对用能数据的基本查询需求。

基于SCA的软件无线电SoPC设计

软件通信体系架构为实现具有开放性、标准化、模块化的通用软件无线电平台提供了规范。为了实现无线通信系统的小型化,采用软硬件协同设计的方法构建了基于SCA的软件无线电SoPC系统,该系统实现了波形组件的动态配置和部署,以及硬件组件的部分重构。同时它具有效率高,体积小,功耗低,功能强的优点,具有很好的应用前景。

SCA软件平台通知服务的设计与实现

采用软件通信体系结构(SCA)的软件平台,核心框架基于分布式CORBA中间件实现,提供了组件化的平台软件实现架构,是战术通信设备构建一致的软件组件开发与应用环境的基础。在战术通信装备软件系统设计实现过程中,平台软件各组件通常需要交互多种事件状态转化或变化的消息,既要满足事件消息传递的需求,又要适应系统组件化设计的要求。介绍了基于SCA组件方式设计与实现通知服务的方法,通知服务组件为SCA软件平台提供便捷的组件间传递系统状态的机制。

基于SCA的软件无线电在FPGA上设计与实现

在分析现有基于SCA的软件无线电在FPGA上实现方案优缺点的基础上,提出了一种基于FPGA的CORBA通信系统设计方案,有效克服了原有实现方案的缺点,不但为FPGA上的波形组件提供了良好的可重用性、可移植性和动态部分重配置的支持,而且还有效提高了FPGA硬件资源的使用效率,降低了通用处理器的工作负担。最后,针对该设计方案搭建了硬件平台,并给出了系统的性能测试结果,测试结果表明此设计方案是行之有效的。

ATCA平台中FPGA组件化开发环境研究

基于软件通信体系架构无法实现对FPGA等专用处理器的兼容,依据CP289协议的容器和组件模型思想以及MHAL接口规范,针对高速率、多接口、较大规模的ATCA硬件平台和高速、实时信号处理的需求,通过分层抽象的方法,设计一个标准化的FPGA组件开发环境。并设计FFT组件验证该开发环境的可行性和合理性,实现了在ATCA平台上FPGA专用处理器与SCA体系架构的融合以及波形组件的可移植。

基于SCA的可移植FPGA波形组件接口设计

软件通信体系架构(SCA)可以实现一个具有开放性、标准化、模块化的通用软件无线电平台,从而使软件无线电平台的成本得到显著降低,应用灵活性得到极大增强。但是目前在SCA体系中,还没有一种有效提高FPGA波形可移植能力的方法。在此提出一种基于SCA的可移植FPGA波形组件接口设计技术,该技术根据SCA的要求,基于容器和组件模型设计高性能、规范化的FPGA波形组件接口,从而在很大程度上提高了FPGA波形的模块化程度,在不同平台上提高了可移植性和可复用性,使SCA体系架构的性能优势得以显著提升。

一种基于SDR可重构多通道雷达发射机

雷达侦察系统对于配套实验用雷达信号发射机往往需要可以同时发射多种参数、软件可配置的雷达信号。针对实际需求,提出了一种基于软件无线电(software defined radio,SDR)可重构多通道雷达发射机系统,该系统以SDR平台为构架,通过现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)实现多通道数字信道化发射机结构模型。在建立实信号信道化发射机基本数学模型的基础上,推导并得到了一种具有计算高效、结构简单的多通道雷达发射机模型。在基于SCA软件协议规范下,构建了SDR可重构多通道的雷达发射机模型,给出了硬件软件实现的基本框架和步骤。对提出的多通道雷达发射机高效结构模型进行了MATLAB仿真,验证了多通道雷达发射机高效结构模型的正确性。该结构模型已经在实际系统中得以应用,在工程应用方面具有一定的实用价值。

战术电台多波形技术分析

基于通用硬件平台及软件无线电技术运行多波形的新型战术电台,是实现多频段多模式多用途、互连互通互操作的关键战术通信装备之一。分析了多波形电台的基本技术内涵;给出了国内多波形电台技术发展途径建议,重点在于开发符合通用设计规范的硬件平台、系统操作控制软件平台及波形库软件。

SCA在大规模软件无线电系统中的应用分析及其改进方案

介绍了软件通信体系架构(SCA)在军用和民用领域的发展现状,分析了SCA给软件定义无线电(SDR)系统实现带来的诸多益处,指出SCA在大规模SDR系统实现过程中的不足之处,最后给出大规模SDR系统中SCA的改进方案,并总结了方案带来的优势以及后续研究计划。