多網絡融合用電信息采集系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及一種多網絡融合用電信息采集系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 用電信息采集系統(tǒng)是現(xiàn)代智能電網不可缺少的一部分，其主要功能包括數(shù)據采 集，數(shù)據管理，數(shù)據應用，運行維護管理，系統(tǒng)接口信息交互等。
[0003] 用電信息采集系統(tǒng)的設計旨在通過在采集終端進行電能的數(shù)據統(tǒng)計，并及時收集 用電信息進行數(shù)據分析，掌握用戶的用電情況，可W及時的發(fā)現(xiàn)電力問題，通過電力控制系 統(tǒng)進行故障排除等。
[0004] 國家明確規(guī)定223~231MHz頻段15個雙頻頻點和10個單頻頻點總共40個頻 點，作為電力專用頻段，總帶寬為IMHz。在此頻段上采用的230MHz-WiMAX通信技術采用了 (FDM/SC-抑E相結合的技術。用電信息采集終端模塊至基站的上行通信鏈路選用SC-抑E， 基站到用戶終端的下行鏈路則采用OFDM技術。
[0005] OFDM是一種并行多載波調制傳輸數(shù)據技術，使得WiMAX在對抗多徑衰落、抗窄帶 干擾多址接人和信號處理方面顯示出明顯的優(yōu)勢，而SC-抑E技術，采用單載波傳輸而保留 了OFDM對信息的處理方式，將OFDM發(fā)射端的IFFT模塊移至接收端，避免了OFDM技術峰平 比高，無法很好的實現(xiàn)帖同步的不足，有效綜合了單載波和OFDM技術的優(yōu)點，可W有效對 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通過載波聚合技術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，根據不同用戶的不同需求，為其分配不同的帶寬，實現(xiàn)更高速的傳輸 速率。光纖專網傳輸速率較高，受外界干擾影響較小，傳輸時延較小，可靠性高；2G/3G/4G 無線公網具有不需要額外鋪設網絡，覆蓋范圍廣等優(yōu)勢。
[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行數(shù)據傳輸，信息 采集效率、成功率都很低，無法滿足人們對電力需求可靠實時的要求，并沒有根據實際的地 理、用戶情況和通信環(huán)境，選擇合適的通信方式，保證用戶信息的實時性、可靠性，正成為解 決W上問題的完善方案。
[000引電力專用的通信信道保證了信道通暢，負荷管理系統(tǒng)的數(shù)據收發(fā)延遲小，并且可W避免數(shù)據涌堵。然而，目前該頻段主要部署的是傳輸網絡獨占一個頻率資源的230MHz數(shù) 傳電臺，而隨著各種先進電力設備不斷創(chuàng)新，電力采集方面的密度和數(shù)據量也在不斷增大， 不論在設備上還是在技術上，無線電臺已經都無法滿足現(xiàn)在用電信息采集的需要。除了其 本身存在的通信技術問題，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，用戶規(guī)模的增大，信道資源已接近滿負荷，系統(tǒng)容量的超負荷，同時對無線專網的安裝， 運行，維護都需要一定的專業(yè)技能才行，尤其是對頻段資源利用上的浪費等因素都限制了 數(shù)傳電臺通信方式的發(fā)展。
[0009] 光纖專網雖然傳輸速率較高，受外界干擾影響較小，傳輸時延較小，可靠性高，但 光纖專網的部署有一定難度，特別是在居民小區(qū)中，光纖鋪設成本較高；2G/3G/4G無線公 網具有不需要額外鋪設網絡的好處，覆蓋范圍大，但由于網絡不被電力系統(tǒng)專有，信息保密 性較差，同時由于無線公網的主要業(yè)務是移動通信業(yè)務，對電力信息傳輸過程的實時性會 有影響，也容易受到外界干擾；
[0010] 而230MHzWiMAX無線專網具有部署較靈活，不用擔屯、居民小區(qū)入戶問題，但也面 臨需要重新鋪設網絡，并且由于無線環(huán)境的開放性，容易受到外界環(huán)境的干擾；所W無論單 獨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)的問題。 【實用新型內容】
[0011] 本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種多網絡融合用電信息采集系 統(tǒng)，該實用新型融合了多種通信方式的優(yōu)點，并可W通過方案中提供的可靠性、實時性評估 方法根據用戶所在位置、通信環(huán)境、傳輸信息量等方面對各個通信方式進行選擇。
[0012] 為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案：
[0013] 一種多網絡融合的用電信息采集系統(tǒng)，包括：通信接口服務器，所述通信接口服 務器接收異構網絡融合資源管理單元采集的不同通信方式上傳的數(shù)據，經過處理上傳給控 制中屯、；
[0014] 所述異構網絡融合資源管理單元接收WiMAX接入網關、光交換機和無線公網接入 網關上傳的數(shù)據；
[0015] 所述WiMAX接入網關通過WiMAX網絡基站接收用電信息采集終端上傳的數(shù)據；
[0016] 所述光交換機通過光纖合路器接收用電信息采集終端上傳的數(shù)據；
[0017] 所述無線公網接入網關通過WiMAX網絡基站、LTE網絡基站、TD-SCDMA網絡基站或 GPRS網絡基站接收用電信息采集終端上傳的數(shù)據。
[0018] 所述用電信息采集終端設置于每個用電用戶處，用于采集用戶的用電數(shù)據。
[0019] 所述異構網絡融合資源管理單元通過光纖與WiMAX接入網關、光交換機和無線公 網接入網關通信。
[0020] 異構網絡融合資源管理單元對接收的不同通信方式的數(shù)據處理后，上傳至用電信 息采集終端。
[0021] 多網絡融合用電信息采集系統(tǒng)的最優(yōu)通信網絡的選擇方法，包括W下步驟：
[0022] 步驟a);建立可用網絡集合；
[0023] 步驟b):建立判決參數(shù)集合；
[0024] 步驟C);根據步驟b)中的判決參數(shù)得到步驟a)中可用網絡的權重系數(shù)集合；
[0025] 步驟d);利用步驟C)得到的權重系數(shù)集合計算步驟a)中的各網絡的網絡效用， 選取網絡效用最大值的網絡為多融合接入網絡。
[0026] 所述步驟a)的步驟為：
[0027] 建立包括5個可用網絡的集合W，
[0028] W= {胖1，胖2,胖3,胖4,Wg}
[0029] 其中，Wi代表GPRS網絡，W2代表TD-SCDMA網絡，W3代表LTE網絡，W4代表WiMAX 網絡，Wg代表光纖網絡。
[0030] 所述步驟b)的步驟為：
[003U 建立3個影響網絡選擇的參數(shù)列表P，P= {Pi，P2，P3}，形成判決參數(shù)集合；
[0032]其中，Pi代表集合W中各網絡可承載的速率與用戶需求速率的比值；P2代表集合W 中網絡數(shù)據采集成功率，P3代表集合W中各網絡的時延。
[0033] 所述步驟b)中判決參數(shù)集合P中各元素的求取通過W下步驟來實現(xiàn)：
[0034] 步驟b-1):求取用戶需求傳輸速率，設用戶類型分為低壓S相一般工商業(yè)、低壓 單相一般工商業(yè)、居民用戶和公變考核點用戶，根據具體的場景，依據公式（5)計算出該場 景下用戶對特定通信方式的寬帶需求hi 網絡下需求速率=
[00對 hi網結下需求速率二低壓；相一般工商業(yè)用戶數(shù)X其寬帶需求
[0036] +低壓單相一般工商業(yè)用戶數(shù)X其寬帶需求（5)
[0037] +居民用戶數(shù)X其寬帶需求
[003引 +公變考核點數(shù)X其寬帶需求
[0039] 步驟13-2):根據公式化），計算5種通信網絡可承載的速率]11^^^^?|^?￥與用戶需 求速率hi網結下需求速率的比值hu;
[0040]
【主權項】
1. 一種多網絡融合的用電信息采集系統(tǒng)，其特征是，包括：通信接口服務器，所述通信 接口服務器接收異構網絡融合資源管理單元采集的不同通信方式上傳的數(shù)據，經過處理上 傳給控制中心； 所述異構網絡融合資源管理單元接收WiMAX接入網關、光交換機和無線公網接入網關 上傳的數(shù)據； 所述WiMAX接入網關通過WiMAX網絡基站接收用電信息采集終端上傳的數(shù)據； 所述光交換機通過光纖合路器接收用電信息采集終端上傳的數(shù)據； 所述無線公網接入網關通過WiMX網絡基站、LTE網絡基站、TD-SCDM網絡基站或GPRS網絡基站接收用電信息采集終端上傳的數(shù)據。
【專利摘要】本實用新型公開了多網絡融合用電信息采集系統(tǒng)，系統(tǒng)包括:通信接口服務器，所述通信接口服務器接收異構網絡融合資源管理單元采集的不同通信方式上傳的數(shù)據，經過處理上傳給控制中心；所述異構網絡融合資源管理單元接收WiMAX接入網關、光交換機和無線公網接入網關上傳的數(shù)據；所述WiMAX接入網關通過WiMAX網絡基站接收用電信息采集終端上傳的數(shù)據；所述光交換機通過光纖合路器接收用電信息采集終端上傳的數(shù)據；所述無線公網接入網關通過WiMAX網絡基站、LTE網絡基站、TD-SCDMA網絡基站或GPRS網絡基站接收用電信息采集終端上傳的數(shù)據。本實用新型針對提出的多網融合的通信系統(tǒng)，從可靠性和實時性兩個方面考慮選擇不同具體場景下最優(yōu)通信接入網絡。
【IPC分類】H04L29-08
【公開號】CN204392311
【申請?zhí)枴緾N201520128169
【發(fā)明人】蔡光程, 王相偉, 梁波, 潘明明, 田世明, 李貴民, 劉昳娟, 榮以平, 朱偉義, 袁偉玉, 尹明立, 劉寧
【申請人】國家電網公司, 國網山東省電力公司, 中國電力科學研究院
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月5日