中国电力科学研究院有限公司 张慧,梅文明,徐高峰,等:一种电力特殊场景下提升低功耗无线发射机能效的计算方法

学术   科技   2024-11-21 19:11   北京  

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引文信息


张慧,梅文明,徐高峰,等.一种电力特殊场景下提升低功耗无线发射机能效的计算方法[J].电力信息与通信技术,202422(8)79-83

ZHANG Hui,MEI Wenming,XU Gaofeng,et al.A calculation method for improving the energy efficiency of a low-power wireless transmitter in a special power scenario[J].Electric Power Information and Communication Technology,2024,22(8):79-83(in Chinese)



01

研究背景


无线传感器网络成为近年来信息技术领域重要的研究热点。很多电力应用场景需要将待采集的信息通过无线方式传送至中继节点,然后再以传输控制协议/因特网互联协议(transmission control protocol/internet protocol,TCP/IP)的方式上传至后台进行集中处理。但这些场景中信息采集点的无线传感节点供电大多采用电池供电,不便于采用市电,尤其对于那些偏远地区/山区、基建工程现场的信息采集场景,对传感节点能耗提出了更高的要求,因此研究低功耗无线发射机的发射功率计算方法,改善发射机能效具有十分重要的现实意义。


02

主要创新点


1)本文提出了一种低功耗无线发射机发射功率计算方法,通过整个无线通信信道损耗和sub-GHz低功率收发天线芯片的数据表计算出无线发射机发射功率。
2)通过仿真计算,相比传统发射机发射功率计算方法,如图1和图2所示,该方法更精确地计算出发射端所需要的最低发射功率,提升了无线发射机能效,从而使得无线通信设备满足偏远地区、地下场景等供电条件困难环境下的供电时长要求。
图1  收发器CC1101接收功率随路径损耗的变化曲线对比
图2  收发器CC1000接收功率随路径损耗的变化曲线对比

03
解决的问题和意义


本文提出的低功耗无线发射机的发射功率是通过整个无线通信信道损耗和sub-GHz低功率收发芯片的数据表计算出来的,可以节省发射机发射功率,改善低功率无线通信设备的通信能效,与传统的无线通信设备的发射功率与收发节点之间的距离有关的计算方法相比,本文方法能够更好地匹配实际发射机的发射功率,可以进一步延长偏远山区、基建工程现场等供电困难的环境下无线通信设备的供电时长,满足基建工程现场对无线通信设备供电时长的需求,可以应用到各种无线传感器网络或无线自组网通信设备上,增加无线通信设备的供电时长。





作者介绍

张慧

张慧(1989),女,博士,高级工程师,研究方向为电力系统通信,zhanghui@epri.sgcc.com.cn。 

梅文明(1983),男,博士,正高级工程师,研究方向为电力通信网络与安全。

徐高峰(1978),男,硕士,高级工程师,研究方向为通信与信息系统。

项栩琛(1998),男,硕士,工程师,研究方向为通信与信息系统。

汪莞乔(1995),女,硕士,工程师,研究方向为通信与信息系统。

汤亿则(1976),男,硕士,高级工程师,研究方向为信息通信。


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