Wireless Neighborhood Area Networks

Wireless Neighborhood Area Networks With QoS Support for Demand Response in Smart Grid

Peng-Yong Kong
Peng-Yong Kong
IEEE Transactions on Smart Grid (Impact Factor: 4.25). 05/2015; DOI: 10.1109/TSG.2015.2421991
ABSTRACT
In order to support various innovative demand response programs, smart grid needs a wireless communication network with quality-of-service (QoS) support. This paper studies the issue of providing QoS in terms of packet delay, packet error probability, and outage probability to a large number of sensors and smart meters in a neighborhood area network of a densely populated urban area. We assume the network is based on the IEEE 802.15.4g Standard. Given that bandwidth is limited, we propose to divide smart meters into groups and each group will take a turn to access a shared wireless channel in a time-division-multiplexing manner. Within each allocated time duration, a group of smart meters will compete for channel access using a simple slotted Aloha protocol. We have developed an analytical model to quantify the QoS metrics. Through the analytical model, we can determine the minimum concentrator density that is required to support a given smart meter density. We have verified the analytical model through simulations. The results show that we need less than ten concentrators per km² to support a node density of 500 units per km², while making sure that packet delay does not exceed 1.0 s, packet error probability is below 0.005 and outage probability is lower than 0.01.

Kết quả (Việt) 1:

Mạng không dây hàng xóm với QoS hỗ trợ cho nhu cầu phản ứng trong lưới điện thông minhBành-Yong KongBành-Yong KongIEEE giao dịch trên lưới điện thông minh (tác động đến yếu tố: 4,25). 05/2015; DOI: 10.1109/TSG.2015.2421991TÓM TẮTĐể hỗ trợ chương trình đáp ứng nhu cầu sáng tạo khác nhau, lưới điện thông minh cần một mạng lưới giao tiếp không dây với chất lượng dịch vụ (QoS) hỗ trợ. Giấy này nghiên cứu về các vấn đề của việc cung cấp QoS packet chậm trễ, gói lỗi xác suất, và Cúp xác suất để một số lượng lớn các cảm biến và một khu phố mạng thông minh mét, khu đô thị đông dân cư. Chúng tôi giả định mạng dựa trên IEEE 802.15.4g tiêu chuẩn. Cho rằng băng thông hạn chế, chúng tôi đề xuất để phân chia thông minh mét thành các nhóm và mỗi nhóm sẽ rẽ để truy cập vào một kênh không dây chia sẻ một cách thời gian-bộ phận ghép kênh. Trong mỗi phân bổ thời gian thời gian, một nhóm thông minh mét sẽ cạnh tranh cho kênh truy cập bằng cách sử dụng giao thức Aloha có rãnh đơn giản. Chúng tôi đã phát triển một mô hình phân tích để định lượng các số liệu QoS. Thông qua các mô hình phân tích, chúng tôi có thể xác định mật độ tập trung tối thiểu là cần thiết để hỗ trợ cho thông minh đo mật độ. Chúng tôi đã xác minh các mô hình phân tích thông qua các mô phỏng. Kết quả cho thấy rằng chúng tôi cần ít hơn mười các bộ tập trung mỗi km² hỗ trợ mật node của 500 đơn vị / km², trong khi đảm bảo rằng sự chậm trễ gói không vượt quá 1,0 s, gói lỗi xác suất dưới 0,005 và mất khả năng là thấp hơn 0,01.

Kết quả (Việt) 2:

Wireless Neighborhood Area Networks Với Hỗ trợ QoS cho đáp ứng nhu cầu trong Smart Grid Peng Yong-Kông Peng Yong-Kông IEEE giao dịch trên Smart Grid (Impact Factor: 4,25). 05/2015; DOI: 10,1109 / TSG.2015.2421991 TÓM TẮT Nhằm hỗ trợ các chương trình đáp ứng nhu cầu sáng tạo khác nhau, lưới điện thông minh cần có một mạng lưới thông tin liên lạc không dây với (QoS) hỗ trợ chất lượng của dịch vụ. Bài viết này nghiên cứu các vấn đề cung cấp QoS về sự chậm trễ gói, gói tin lỗi xác suất, và xác suất mất điện đến một số lượng lớn các bộ cảm biến và đo thông minh trong một mạng lưới khu vực khu phố của một khu vực đô thị đông dân cư. Chúng tôi giả định mạng dựa trên chuẩn IEEE 802.15.4g. Cho rằng băng thông là có hạn, chúng tôi đề xuất để phân chia công tơ thông minh vào nhóm và mỗi nhóm sẽ mất một lượt truy cập kênh không dây chia sẻ một cách phân chia thời gian-ghép. Trong mỗi thời hạn thời gian phân bổ, một nhóm các công tơ thông minh sẽ cạnh tranh để tiếp cận kênh sử dụng một giao thức Aloha rãnh đơn giản. Chúng tôi đã phát triển một mô hình phân tích định lượng các số liệu QoS. Thông qua các mô hình phân tích, chúng ta có thể xác định mật độ tập trung tối thiểu là cần thiết để hỗ trợ mật độ đo thông minh nhất định. Chúng tôi đã xác minh các mô hình phân tích qua các mô phỏng. Kết quả cho thấy rằng chúng ta cần ít hơn mười bộ tập trung trên mỗi km² để hỗ trợ mật độ nút của 500 đơn vị trên mỗi km², trong khi đảm bảo rằng sự chậm trễ gói tin không vượt quá 1,0 s, xác suất lỗi gói dưới 0.005 và mất khả năng thấp hơn 0.01.