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3G和4G无线通信技术在电力ICT网络模式中的应用[图]
http://www.cww.net.cn 2012年6月28日 09:06
2.1 应急通信 在发生灾难、事故等紧急情况下,需要启动应急通信系统建立事故现场的通信。应急通信系统的架构如图1 所示。
应急通信指挥车是现场通信的核心,与PDA、手提电脑、单兵视频采集等终端采用4G 宽带无线技术进行通信,与指挥中心通过卫星、光纤或微波链路建立连接。 单兵视频采集终端通过无线方式将现场视频数据传送到应急通信指挥车,PDA、智能手机、手提电脑等终端通过无线接入到应急通信指挥车进行通信,这都需要大量的数据传输。系统采用OFDM作为无线通信技术,同时结合MIMO,在发端和收端配备多个天线,利用空间分集和复用,提高信道容量。由于子载波间相互正交,接收端可采用相关技术将子信道的信息分开,子信道之间的相互干扰很小。OFDM 的抗频率选择性衰落和抗多径效应等性能优异, 能在恶劣的地理环境中提供高质量的通信。被视为准4G 技术的LTE,其系统传输带宽可在1.5~20 MHz 范围内灵活配置,峰值传输速率上行可达50 Mbit/s,下行达到100 Mbit/s;LTE-Advanced 系统带宽设计为100 MHz, 考虑的峰值速率上行达500 Mbit/s,下行达1 Gbit/s.利用这样的数据速率,单兵视频采集终端能够向应急通信指挥车回传清晰的现场视频和图像数据,PDA、宽带手机等终端也能够进行高速的数据上传/下载和通信。 2.2 配电自动化 3G 和4G 应用于配电网具有许多优势,其覆盖面广,适合分布广泛的配电网终端监测点的接入需求。3G 和4G 都是双向通信系统,支持数据的双向传输。3G在低速环境下的通信速率在2 Mbit/s以上,4G 的通信速率与3G 相比,达到上行50 Mbit/s、下行100 Mbit/s以上。这样高的数据传输速率,完全能够满足配电网自动化的信息传输要求。以4G为例, 移动通信系统应用于配电自动化系统的组网方式,如图2 所示。
4G 采用更趋于扁平化的网络架构,取消了3G 中的RNC 节点, 仅由eNB组成。这种扁平化的网络架构带来的好处是降低了呼叫建立时延及用户数据的传输时延。无线接入终端从驻留状态转换到激活状态的时延在100 ms 以内,数据传输时延在10 ms 以内,完全能够满足配电自动化要求的响应时间和数据传送时间。 在保证传输数据可靠性方面,3G 和4G 均使用了HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request,混合自动重传)进行链路差错控制。HARQ 同时使用FEC (Forward Error Correction,前向纠错)和ARQ(Automatic Repeat Request,自动重传)技术,保证了数据吞吐量和可靠性。同时,3G 和4G 系统对用户均有认证机制,对传输数据均进行加密处理,以保证服务于配网自动化系统的可靠性。 2.3 无线视频接入 视频信息具有数据量大、对错误敏感、压缩算法复杂等特点。无线信道带宽有限,由于干扰、多径效应等原因造成误码率高,且无线视频接入的终端一般是便携的,功率受限,无法进行复杂的压缩变换算法,这些都给无线视频接入带来了挑战。 视频压缩标准的数据速率以及2G 和3G 数据传输速率分别见表1 和表2 所列。 来源:电子设计技术 作 者:刘建明 赵峰 张月霞 崔琪楣 胡平平编 辑:高娟 联系电话:010-67110006-853
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