【精彩论文】面向电力物联网的5G通信认知无线电NOMA系统研究

观点凝练

摘要：随着电力物联网建设的不断推进，配电网中产生的数据量呈指数增长，传统基于认知无线电的智能电力通信网络已无法满足大量用电信息采集设备对频谱资源高度需求。构建了面向电力物联网的5G网络模型，旨在利用非正交多址接入（non-orthogonal multiple access, NOMA）技术的非正交传输特性进一步提高有限电力专网的频谱资源利用率，为保证频谱检测的准确性，采用多用户协作感知方式。推导了频谱接入概率和吞吐量的闭合表达式；为进一步提高分类结果的准确性，提出了一种改进K-means算法。利用交替迭代算法对检测时间、节点功率和用户簇数进行联合优化，以最大化系统吞吐量。仿真结果表明，与传统正交多址接入系统相比，在改善频谱利用率的同时，感知结果的准确性也得到明显提高。
结论：针对电力物联网建设中大量的数据信息流的接入带来的频谱资源短缺，对传统基于认知无线电的智能电网系统带来的挑战。本文提出了面向电力物联网的5G通信认知无线电非正交多址系统的研究。为了提高簇内物联网的感知和传输性能，提出了一种基于簇的多用户协作传输方式，簇头采用协作频谱感知方式获得可用频谱，簇内用户节点通过NOMA进行传输。在最小检测概率、最大总功率和最小速率的约束下通过联合优化感知时间，节点功率和用户簇数量最大化系统吞吐量。为了进一步提高系统传输性能同时保证分类的合理性，本文提出了一种基于多用户簇的改进聚类算法，并完成了仿真结果的验证。面向电力物联网的5G通信技术的研究是未来电力系统发展的必然趋势。

引文信息

佘蕊, 张宁池, 王艳茹, 等. 面向电力物联网的5G通信认知无线电NOMA系统研究[J]. 中国电力, 2021, 54(5): 35-45.SHE Rui, ZHANG Ningchi, WANG Yanru, et al. Research on cognitive radio non-orthogonal multiple access system in 5G communications oriented to ubiquitous power internet of things[J]. Electric Power, 2021, 54(5): 35-45.

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编辑：杨彪

审核：方彤、蒋东方

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