5G电力应急通信装置的研究和设计

从理论、硬件、软件、组网应用及关键技术等方面研究了5G电力应急通信装置。5G电力应急通信装置具有一款多端口多模组的融合网关,并采用多模融合、抗干扰等技术,实现了5G网络与电力无线专网以及其他网络的兼容,可依据无线信道质量选择无线网络,支持动态路由,能够为电力数据回传提供可靠高速的无线传输通道,满足了应急救援指挥行动的通信需求。     

5G通信技术在泛在电力物联网的应用

物联网是近年来提出的新概念,它是基于互联网延伸生成的,而其在电力行业中所表现出来的万物互联形式,便是“泛在电力物联网”。从本质上讲,这是通信网和电力网相融合的产物,也是推进能源互联网的一项重大举措。随着5G移动通信的出现,因其低功耗、低时延以及高宽带等优势得到了广泛应用,将5G通信技术应用到泛在电力物联网中,可以实现配电系统中的精准控制、动态监测以及降低损耗等效果。     

无线传感器网络在应急监测和通信系统中的应用研究

针对地震等重大自然灾害时对应急监测、通信系统的需求,提出一种基于无线传感器网络的应急监测系统.构建了基于无线传感器网络的应急监测、通信系统的框架结构,并探讨了一种适于该系统的非测距定位技术-多重覆盖定位算法.仿真结果表明,该定位算法能够满足应急监测、通信系统对定位性能的需要.     

面向5G协作通信系统的资源分配技术综述

随着物联网技术的发展和移动设备的爆炸性增长,无线网络呈现出异构化、超密集等特性。协作通信具有可提高系统容量和覆盖范围的特点,被广泛应用于5G移动通信网络中。从中继选择、转发方式和收发机增益等不同角度对中继网络模型进行分析;介绍了5G协作通信系统下的网络模型,如非正交多址接入网络、大规模多输入多输出网络、超密集异构网络和设备间通信网络等,并对不同网络模型下的应用场景进行阐述;对5G协作通信系统的资源分配优化模型和中继选择算法进行了类比分析与总结;提出了基于中继协作的5G通信系统网络中尚存的问题,并在此基础上对未来研究方向进行了展望。     

面向应急保障的5G网联无人机关键技术

针对现有的应急保障通信系统在自然灾害发生时,存在覆盖范围小、因道路受阻无法到达灾区、供电时间短等问题。提出了5G+空天地一体化应急保障体系,采用5G网联无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)覆盖优化技术,可以有效提高连续覆盖性、增强移动性、减少时延;并在此体系框架内设计了一种网联无人机应急通信方案,利用大型固定翼无人机搭载无线通讯基站,采用卫星传输,构建了应急空天基站,实现任何时间、地点,全天候提供大面积覆盖的应急通信保障,具有更高效率、更长续航、更广覆盖、更大载荷等优势。从理论上分析了此方案中关键覆盖技术的有效覆盖半径和飞行速度,并通过飞行测试验证其有效性。测试结果表明该方案可以满足用户的通话、视频业务需求,为无人机在应急保障领域的应用实践提供参考。     

采用5G技术的低压备自投装置的投切和通信方案

为提高低压配电网的供电可靠性,降低通信成本,在低压配电网的环网单位结构基础上,采用通信环网数据传输方式和模型映射规则,并考虑同一母线备自投相互备用的投切逻辑,提出基于5G通信技术的低压备自投的投切和通信方案。方案中备自投随联络线进行配置,一条母线由两个备自投进行控制,环网架构中所有备自投需要的信息,经过模型数据映射处理好数据后通过5G发射端传入通信环网中。在接收通过5G技术传输的状态参数等数据后,低压备自投在母线失压、进线无流且同一母线的另一备自投无动作的情况下进行投切,即使在一侧备自投数据接收有误或者拒动时,该方案仍能够保证供电可靠。时延特性分析与计算表明,该方案的通信时延满足低压备自投通信要求,方案具有可行性。     

基于5G的无线携能通信技术研究与发展

无线携能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)技术提高了频谱的利用率,同时可实现传统网络的节能减排,为网络提供了更智能的自治能力、更广泛的覆盖范围、更高度集成的系统能力等美好前景.针对这一新的研究领域,本文从资源优化分配和安全传输的角...     

5G校园专网的安全接入和授权管理研究

校园网用户具有基数大、流动性强、分布广等特性,用户的可控安全接入和授权管理是5G专网落地校园的重点和难点。首先介绍5G校园专网安全接入和授权管控的必要性以及关键技术、组网方式、优点及应用框架,其次讨论5G校园专网的常见安全风险,并分析几种安全接入方案的优缺点,最后提出一种基于安全管控装置的安全接入和授权管理方案,并进一步结合零信任网关构造更为安全可靠的5G专网安全系统,从而实现5G校园专网用户的安全无感接入以及基于用户身份与应用级别细颗粒度的授权管控。     

5G通信在冶金控制系统远程运维中的应用实践

文章主要阐述了5G通信技术的特点以及与4G通信、有线通信技术相比的突出优势,探讨5G通信技术在钢铁企业中的应用现状和可以拓展的应用场景。分析了酒钢在目前控制系统日常运维中存在的瓶颈问题与不足,论述了酒钢利用5G通信技术实施控制系统远程运维的必要性和可行性,探索设计实施了一种基于5G通信技术的控制系统远程运维解决方案。介绍了5G通信技术在酒钢控制系统远程运维中的应用实践以及实施方案,详细描述了实施内容、实施方法、步骤和效果,对5G通信技术在冶金工业应用实践尤其是远程运维5G应用实践具有一定的借鉴意义。     

适应5G通信的配电网分布式供电恢复策略

针对配电网发生故障后的快速供电恢复需求,提出了一种适应第五代移动通信技术(5th generation mobile communication technology, 5G)的配电网分布式供电恢复策略。该策略通过可靠性模型分析与深度搜索算法为负荷节点发出供电恢复请求提供依据,从而将整个非故障停电区划分为多个独立的转供区域。联络开关节点则根据收到的供电恢复请求集合,以最大范围恢复重要负荷供电为目标,构建转供区域内的负荷优化模型,并将其转换为混合整数二阶锥问题进行求解。停电负荷节点与联络开关节点之间通过多轮信息交换,获得转供区域的供电恢复方案,进而实现整个非故障停电区的供电恢复。最后,通过系统仿真分析,验证了所提分布式供电恢复策略的可行性与有效性。     

基于SDN的5G移动通信网络架构

移动互联业务的持续增长以及物联网等各类通信应用的广泛普及对移动通信系统的功能和性能提出了新的挑战.第5代(5G)移动通信系统基于对已有通信技术的融合及演进,引入新的无线传输及网络技术,将实现多种应用场景用户业务传输性能保障.软件定义网络(software defined networking,SDN)通过采用集中控制的新型网络架构,将传统数据转发设备的数据转发与逻辑控制功能进行分离,实现了数据层与控制层的解耦,从而可有效解决传统网络结构封闭僵化、数据传输转发性能高度受限、资源利用率低等问题,满足业务差异化需求、提升业务部署效率.近年来,5G网络架构采用SDN已成为业界及学术界共识,已有较多文献提出基于SDN的5G移动网络架构.在对5G应用场景、关键技术以及SDN技术进行概述的基础上,对基于SDN的5G网络架构相关研究进行详细阐述,并对未来研究方向进行了展望.     

基于5G通信和图像增强算法的交通监控系统设计

目前中国交通监控系统存在着传输速率低、低稳定性差,丢包率高,并且系统成像易受雾霾和低照度的外部因素影响使监控视频关键信息丢失,导致识别算法准确率下降的问题。针对上述的问题,设计一种结合5G无线通信技术和图像增强算法的交通监控系统。该系统在硬件方面利用5G通信设备传输视频数据,并在服务器端采用改进的单尺度Retinex算法对交通监控图像进行去雾。引入反转图像通过大气散射模型对图像亮度进行增强解决低照度对系统成像的影响。通过理论分析与实验仿真,该监控系统能够保证监控视频传输的稳定性,并且对受雾霾和低照度影响的交通监控图像具有一定的增强效果,有效地提高了识别算法的准确性。     

应用于5G无线通信的微带周期结构带通滤波器设计

提出一种应用于5G无线通信的周期结构微带带通滤波器设计方法。在周期结构低通滤波器的矩形环中靠近电路中心一侧加载金属过孔,使其在截止频率附近发生谐振,以形成中心频率位于截止频率附近的带通滤波器。通过调整金属过孔的位置,实现带通滤波器带宽的控制,并且在矩形环偏离电路中心一侧连接矩形金属贴片,通过调整矩形金属贴片的尺寸可以适当调整滤波器的中心频率,而不改变滤波器的整体尺寸。实验测试结果表明,该滤波器的中心频率为3.33 GHz,3 dB相对带宽为6.9%。其带外抑制特性较好,具有较低的插损,适用于5G无线通信系统。     

电力载波通信的电源监视系统设计

随着Internet技术的飞速发展,利用220V低压电力线传输高速数据的价值越来越为人们所重视.和其他通信方式相比,电力线载波通信以电力线为载体,具有投资少、施工期短、设备简单、通信安全、实时性好和无中继通信距离长等一系列优点.输电线架到哪里,通信线路就可以延伸到哪里.在抵御台风、洪涝等自然灾害方面,由于输电线路机械强度高,不易受外力破坏.为此,作者提出用电力载波通信来实现电源监视的方法.1直接序列扩展频谱技术[1]目前,应用在电力线载波通信中的扩频方式主要有直接序列扩频和线性调频,其中,直接序列扩频在多数电力载波芯片中都有…     

面向5G毫米波通信的有向非连续接收机制

毫米波为5G通信提供了更大的带宽,但其路径损耗和穿透损耗较大的缺点需要使用波束赋形技术来克服.传统的非连续接收(discontinues reception,DRX)机制由于在用于波束赋形系统中时会导致频繁的波束失准,从而影响通信质量,已不能满足系统要求.针对这一问题,提出了一种长睡眠周期可调整的有向DRX(adjus...     

巡检无人机应急充电电源管理系统设计

自然灾害后的电力线路巡检中需要无人机高强度、高频次启动巡检,但无人机电池日常不能满电保存,续航能力只有15～30 min,现有的无人机充电装置充满电池需要3～5 h,且无法进行外出巡检应急充电.为此,提出巡检无人机组应急充电装置及其电源管理技术,设计开发满足前述需求的整流、逆变技术,研制无人机电池应急充电装置.利用TCP/IP协议远程传输电池电压电流信息,并建立巡检无人机车载应急充电电源管理系统,实现对电池组应急充电管理及其电源远程监控.实验测试结果表明,应急充电电源管理系统可兼容不同厂家、不同型号无人机电池的应急充电与远程管理,实现一套无人机应急充电装置满足5架无人机高频次巡检的锂电池组应急充电需求.     

第五代移动通信网络体系架构及其关键技术

日益增长的数据流量以及智能终端的普及,导致第四代移动通信网络(4G)在容、速率、频谱等方面已经不能满足人们对网络的需求。基于此,第五代移动通信网络(5G)应运而生?在回顾移动通信近年来的发展历程的基础上,从网络部署场景、接入网?核心网三大块,总结出一种5G的网络架构,该架构具有大容量?高速率?低时延的特点?基于此架构,描述了5G的四大潜在关键技术:超密集异构部署、D2D(device to device)通信?大规模MIMO(multiple input multip leoutput)、绿色通信,同时叙述了未来研究存在的挑战。