多網(wǎng)絡(luò)融合用電信息采集系統(tǒng)及最優(yōu)通信網(wǎng)絡(luò)的選擇方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種多網(wǎng)絡(luò)融合用電信息采集系統(tǒng)及最優(yōu)通信網(wǎng)絡(luò)的選擇方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 用電信息采集系統(tǒng)是現(xiàn)代智能電網(wǎng)不可缺少的一部分，其主要功能包括數(shù)據(jù)采 集，數(shù)據(jù)管理，數(shù)據(jù)應(yīng)用，運(yùn)行維護(hù)管理，系統(tǒng)接口信息交互等。
[0003] 用電信息采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)旨在通過(guò)在采集終端進(jìn)行電能的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，并及時(shí)收集 用電信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，掌握用戶(hù)的用電情況，可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)電力問(wèn)題，通過(guò)電力控制系 統(tǒng)進(jìn)行故障排除等。
[0004] 國(guó)家明確規(guī)定223~231MHz頻段15個(gè)雙頻頻點(diǎn)和10個(gè)單頻頻點(diǎn)總共40個(gè)頻 點(diǎn)，作為電力專(zhuān)用頻段，總帶寬為1MHz。在此頻段上采用的230MHz-WiMAX通信技術(shù)采用了 OFDM/SC-FDE相結(jié)合的技術(shù)。用電信息采集終端模塊至基站的上行通信鏈路選用SC-FDE， 基站到用戶(hù)終端的下行鏈路則采用OFDM技術(shù)。
[0005] OFDM是一種并行多載波調(diào)制傳輸數(shù)據(jù)技術(shù)，使得WiMAX在對(duì)抗多徑衰落、抗窄帶 干擾多址接人和信號(hào)處理方面顯示出明顯的優(yōu)勢(shì)，而SC-FDE技術(shù)，采用單載波傳輸而保留 了OFDM對(duì)信息的處理方式，將OFDM發(fā)射端的IFFT模塊移至接收端，避免了OFDM技術(shù)峰平 比高，無(wú)法很好的實(shí)現(xiàn)幀同步的不足，有效綜合了單載波和OFDM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，可以有效對(duì) 抗信道的頻率選擇性衰落，滿足用電采集系統(tǒng)高速率，大容量的通信傳輸需求；
[0006] 除此之外，230MHzWiMAX通過(guò)載波聚合技術(shù)使得在有限的頻率資源中為用電采集 系統(tǒng)提供更大的頻帶，根據(jù)不同用戶(hù)的不同需求，為其分配不同的帶寬，實(shí)現(xiàn)更高速的傳輸 速率。光纖專(zhuān)網(wǎng)傳輸速率較高，受外界干擾影響較小，傳輸時(shí)延較小，可靠性高；2G/3G/4G 無(wú)線公網(wǎng)具有不需要額外鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)，覆蓋范圍廣等優(yōu)勢(shì)。
[0007] 現(xiàn)階段，由于大多數(shù)用電信息采集系統(tǒng)只考慮一種通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，信息 采集效率、成功率都很低，無(wú)法滿足人們對(duì)電力需求可靠實(shí)時(shí)的要求，并沒(méi)有根據(jù)實(shí)際的地 理、用戶(hù)情況和通信環(huán)境，選擇合適的通信方式，保證用戶(hù)信息的實(shí)時(shí)性、可靠性，正成為解 決以上問(wèn)題的完善方案。
[0008] 電力專(zhuān)用的通信信道保證了信道通暢，負(fù)荷管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收發(fā)延遲小，并且可 以避免數(shù)據(jù)涌堵。然而，目前該頻段主要部署的是傳輸網(wǎng)絡(luò)獨(dú)占一個(gè)頻率資源的230MHZ數(shù) 傳電臺(tái)，而隨著各種先進(jìn)電力設(shè)備不斷創(chuàng)新，電力采集方面的密度和數(shù)據(jù)量也在不斷增大， 不論在設(shè)備上還是在技術(shù)上，無(wú)線電臺(tái)已經(jīng)都無(wú)法滿足現(xiàn)在用電信息采集的需要。除了其 本身存在的通信技術(shù)問(wèn)題，比如覆蓋受地形影響大、易受突發(fā)的電磁波干擾、傳輸速率很低 等，用戶(hù)規(guī)模的增大，信道資源已接近滿負(fù)荷，系統(tǒng)容量的超負(fù)荷，同時(shí)對(duì)無(wú)線專(zhuān)網(wǎng)的安裝， 運(yùn)行，維護(hù)都需要一定的專(zhuān)業(yè)技能才行，尤其是對(duì)頻段資源利用上的浪費(fèi)等因素都限制了 數(shù)傳電臺(tái)通信方式的發(fā)展。
[0009] 光纖專(zhuān)網(wǎng)雖然傳輸速率較高，受外界干擾影響較小，傳輸時(shí)延較小，可靠性高，但 光纖專(zhuān)網(wǎng)的部署有一定難度，特別是在居民小區(qū)中，光纖鋪設(shè)成本較高；2G/3G/4G無(wú)線公 網(wǎng)具有不需要額外鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)的好處，覆蓋范圍大，但由于網(wǎng)絡(luò)不被電力系統(tǒng)專(zhuān)有，信息保密 性較差，同時(shí)由于無(wú)線公網(wǎng)的主要業(yè)務(wù)是移動(dòng)通信業(yè)務(wù)，對(duì)電力信息傳輸過(guò)程的實(shí)時(shí)性會(huì) 有影響，也容易受到外界干擾；
[0010] 而230MHzWiMAX無(wú)線專(zhuān)網(wǎng)具有部署較靈活，不用擔(dān)心居民小區(qū)入戶(hù)問(wèn)題，但也面 臨需要重新鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)，并且由于無(wú)線環(huán)境的開(kāi)放性，容易受到外界環(huán)境的干擾；所以無(wú)論單 獨(dú)使用哪一種通信方式都不能很好的解決現(xiàn)今用電信息采集系統(tǒng)的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種多網(wǎng)絡(luò)融合用電信息采集系統(tǒng)及 最優(yōu)通信網(wǎng)絡(luò)的選擇方法，該發(fā)明融合了多種通信方式的優(yōu)點(diǎn)，并可以通過(guò)方案中提供的 可靠性、實(shí)時(shí)性評(píng)估方法根據(jù)用戶(hù)所在位置、通信環(huán)境、傳輸信息量等方面對(duì)各個(gè)通信方式 進(jìn)行選擇。
[0012] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0013] 一種多網(wǎng)絡(luò)融合的用電信息采集系統(tǒng)，包括：通信接口服務(wù)器，所述通信接口服 務(wù)器接收異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合資源管理單元采集的不同通信方式上傳的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)處理上傳給控 制中心；
[0014] 所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合資源管理單元接收WiMAX接入網(wǎng)關(guān)、光交換機(jī)和無(wú)線公網(wǎng)接入 網(wǎng)關(guān)上傳的數(shù)據(jù)；
[0015] 所述WiMAX接入網(wǎng)關(guān)通過(guò)WiMAX網(wǎng)絡(luò)基站接收用電信息采集終端上傳的數(shù)據(jù)；
[0016] 所述光交換機(jī)通過(guò)光纖合路器接收用電信息采集終端上傳的數(shù)據(jù)；
[0017] 所述無(wú)線公網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)通過(guò)WiMAX網(wǎng)絡(luò)基站、LTE網(wǎng)絡(luò)基站、TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)基站或 GPRS網(wǎng)絡(luò)基站接收用電信息采集終端上傳的數(shù)據(jù)。
[0018] 所述用電信息采集終端設(shè)置于每個(gè)用電用戶(hù)處，用于采集用戶(hù)的用電數(shù)據(jù)。
[0019] 所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合資源管理單元通過(guò)光纖與WiMAX接入網(wǎng)關(guān)、光交換機(jī)和無(wú)線公 網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)通信。
[0020] 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合資源管理單元對(duì)接收的不同通信方式的數(shù)據(jù)處理后，上傳至用電信 息米集終端。
[0021] 多網(wǎng)絡(luò)融合用電信息采集系統(tǒng)的最優(yōu)通信網(wǎng)絡(luò)的選擇方法，包括以下步驟：
[0022] 步驟a):建立可用網(wǎng)絡(luò)集合；
[0023] 步驟b):建立判決參數(shù)集合；
[0024] 步驟c):根據(jù)步驟b)中的判決參數(shù)得到步驟a)中可用網(wǎng)絡(luò)的權(quán)重系數(shù)集合；
[0025] 步驟d):利用步驟c)得到的權(quán)重系數(shù)集合計(jì)算步驟a)中的各網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)效用， 選取網(wǎng)絡(luò)效用最大值的網(wǎng)絡(luò)為多融合接入網(wǎng)絡(luò)。
[0026] 所述步驟a)的步驟為：
[0027] 建立包括5個(gè)可用網(wǎng)絡(luò)的集合W，
[0028] ff= {ff^ff2,ff3,ff4,ff5}
[0029] 其中，Wi代表GPRS網(wǎng)絡(luò)，W2代表TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)，W3代表LTE網(wǎng)絡(luò)，W4代表WiMAX 網(wǎng)絡(luò)，w5R表光纖網(wǎng)絡(luò)。
[0030] 所述步驟b)的步驟為：
[0031] 建立3個(gè)影響網(wǎng)絡(luò)選擇的參數(shù)列表P，P=也，P2,P3}，形成判決參數(shù)集合；
[0032] 其中，Pdf表集合W中各網(wǎng)絡(luò)可承載的速率與用戶(hù)需求速率的比值；P2R表集合W 中網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集成功率，？3代表集合W中各網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延。
[0033] 所述步驟b)中判決參數(shù)集合P中各元素的求取通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0034] 步驟b_l):求取用戶(hù)需求傳輸速率，設(shè)用戶(hù)類(lèi)型分為低壓三相一般工商業(yè)、低壓 單相一般工商業(yè)、居民用戶(hù)和公變考核點(diǎn)用戶(hù)，根據(jù)具體的場(chǎng)景，依據(jù)公式（5)計(jì)算出該場(chǎng) 景下用戶(hù)對(duì)特定通信方式的寬帶需求比
[0035]比網(wǎng)絡(luò)下需求速率=低壓三相一般工商業(yè)用戶(hù)數(shù)X其寬帶需求
[0036] +低壓?jiǎn)蜗嘁话愎ど虡I(yè)用戶(hù)數(shù)X其寬帶需求 （5)
[0037] +居民用戶(hù)數(shù)X其寬帶需求
[0038] +公變考核點(diǎn)數(shù)X其寬帶需求
[0039] 步驟b