信標模式在230M無線電力負荷管理系統(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)巡測效率提高了一倍。
關(guān)鍵詞：230M無線數(shù)傳；系統(tǒng)巡測；信道；信標；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)加強對電力用戶用電信息的采集、分析，為電力用戶實施電力需求側(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，承擔著對用電現(xiàn)場各種用電信息的實時采集與用電管理的任務(wù)，不僅具有全面的采集功能，而且還具備遠程控制功能。系統(tǒng)通過230M無線電臺實現(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)實際的巡測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策
目前的無線電力負荷管理系統(tǒng)對終端數(shù)據(jù)的巡測過程可由圖1表示，其中粗實線部分都為占用無線信道的時間，粗虛線部分為不占用的時間。一般地，系統(tǒng)主站巡測時發(fā)送的數(shù)據(jù)召測命令報文的長度為幾十個字節(jié)左右，終端應(yīng)答報文的長度有長有短，不超過255個字節(jié)。

考慮到電臺的性價比，目前國內(nèi)系統(tǒng)都選用了模擬通話臺配調(diào)制解調(diào)器的方案實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)傳，電臺發(fā)送前的信道建立時間一般至少需要100ms；另據(jù)系統(tǒng)終端實際運行情況測得，終端處理命令組織應(yīng)答報文及發(fā)送準備時間一般需要250 ms，其中包括終端電臺建立信道時間100 ms；并根據(jù)實際情況假設(shè)：召測命令報文長20字節(jié)，應(yīng)答報文長128字節(jié)，據(jù)此，我們可以列出采用不同數(shù)傳速率巡測時平均一臺一次召測過程所需的時間及其空中傳輸時間占比，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)召測的總時間T的下降幅度腳沒有折半降低，當速率達到19．2kbps時，相對9．6kbps，T的下降幅度r只有16％，遠沒到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間占比R在不斷的下降，當速率達到19．2kbps時，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)空中傳輸時間在召測過程總時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)在實際的巡測效率上，就應(yīng)該提高空中耗時的占比，也就要設(shè)法減小T1和T3。