信標(biāo)模式在230M無線電力負(fù)荷管理系統(tǒng)數(shù)傳中的應(yīng)用

摘要：文章在分析了國內(nèi)230M無線電力負(fù)荷管理系統(tǒng)數(shù)傳速率提升后出現(xiàn)的“高速未高效”問題的基礎(chǔ)上，提出了一種基于信標(biāo)模式的無線系統(tǒng)數(shù)傳方案，并給出了具體的MAC層幀結(jié)構(gòu)。本方案使系統(tǒng)巡測(cè)效率提高了一倍。
關(guān)鍵詞：230M無線數(shù)傳；系統(tǒng)巡測(cè)；信道；信標(biāo)；超幀

0 引言
2010年11月，國家發(fā)改委、工信部等六部門聯(lián)合發(fā)布了《電力需求側(cè)管理辦法》(以下簡稱《辦法》)，為提高電能利用效率，促進(jìn)電力資源優(yōu)化配置，保障用電秩序，要求有關(guān)部門和各地從2011年1月1日起全面實(shí)施電力需求側(cè)管理?！掇k法》規(guī)定，電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)電力用戶用電信息的采集、分析，為電力用戶實(shí)施電力需求側(cè)管理提供技術(shù)支撐和信息服務(wù)。230M無線電力負(fù)荷管理系統(tǒng)(以下簡稱“系統(tǒng)”)是其中主要的技術(shù)支撐之一，承擔(dān)著對(duì)用電現(xiàn)場(chǎng)各種用電信息的實(shí)時(shí)采集與用電管理的任務(wù)，不僅具有全面的采集功能，而且還具備遠(yuǎn)程控制功能。系統(tǒng)通過230M無線電臺(tái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)主站與用電側(cè)終端之間大量數(shù)據(jù)和命令的傳遞，系統(tǒng)的數(shù)傳效率直接影響到系統(tǒng)的性能及其功能的發(fā)揮，以及系統(tǒng)所能容納的終端數(shù)量。隨著窄帶無線通信技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)數(shù)傳速率也在不斷地提高，已從以往普遍使用的1．2kbps逐步提高到目前最高的19．2kbps，速率雖提高到原來的16倍了，但系統(tǒng)實(shí)際的巡測(cè)效率僅提高到原來的2倍左右，出現(xiàn)了所謂的“高速未高效”的情況。

1 高速未高效的原因及對(duì)策
目前的無線電力負(fù)荷管理系統(tǒng)對(duì)終端數(shù)據(jù)的巡測(cè)過程可由圖1表示，其中粗實(shí)線部分都為占用無線信道的時(shí)間，粗虛線部分為不占用的時(shí)間。一般地，系統(tǒng)主站巡測(cè)時(shí)發(fā)送的數(shù)據(jù)召測(cè)命令報(bào)文的長度為幾十個(gè)字節(jié)左右，終端應(yīng)答報(bào)文的長度有長有短，不超過255個(gè)字節(jié)。

考慮到電臺(tái)的性價(jià)比，目前國內(nèi)系統(tǒng)都選用了模擬通話臺(tái)配調(diào)制解調(diào)器的方案實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)傳，電臺(tái)發(fā)送前的信道建立時(shí)間一般至少需要100ms；另據(jù)系統(tǒng)終端實(shí)際運(yùn)行情況測(cè)得，終端處理命令組織應(yīng)答報(bào)文及發(fā)送準(zhǔn)備時(shí)間一般需要250 ms，其中包括終端電臺(tái)建立信道時(shí)間100 ms；并根據(jù)實(shí)際情況假設(shè)：召測(cè)命令報(bào)文長20字節(jié)，應(yīng)答報(bào)文長128字節(jié)，據(jù)此，我們可以列出采用不同數(shù)傳速率巡測(cè)時(shí)平均一臺(tái)一次召測(cè)過程所需的時(shí)間及其空中傳輸時(shí)間占比，如表1所示。

從表1我們可以發(fā)現(xiàn)：隨著傳輸速率成倍地提高，一次數(shù)據(jù)召測(cè)的總時(shí)間T的下降幅度腳沒有折半降低，當(dāng)速率達(dá)到19．2kbps時(shí)，相對(duì)9．6kbps，T的下降幅度r只有16％，遠(yuǎn)沒到50％，也就印證出現(xiàn)了“高速未高效”的情況。
再看，隨著傳輸速率成倍地提高，數(shù)據(jù)在空中傳輸?shù)臅r(shí)間占比R在不斷的下降，當(dāng)速率達(dá)到19．2kbps時(shí)，R已降到了20％以下，這說明隨著傳輸速率成倍地提高，由提速而減少的數(shù)據(jù)空中傳輸時(shí)間在召測(cè)過程總時(shí)間中的占比在不斷地下降，正是由于占比的大幅下降，使提速的貢獻(xiàn)率也隨之大幅下降，造成了“高速未高效”，因此，要使提速的效果能真正體現(xiàn)在實(shí)際的巡測(cè)效率上，就應(yīng)該提高空中耗時(shí)的占比，也就要設(shè)法減小T1和T3。