Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Extended physical layer modeling for smart metering utility network simulators
KTH, School of Electrical Engineering (EES), Communication Theory.
2014 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Smart grids are nowadays considered to be the most promising electricity distribution framework,leading to a greener and more cost-eective electricity consumption than before. Their technologicalforefront consists in advanced communication systems allowing full-duplex communications till the veryedge of distribution networks, which also turn smart grids into platforms for a new variety of homeautomation services. One key innovation in such a communication system consists in how meters accessthe smart grid data network. Within this context, the Smart metering Utility Networks (SUNs) standardhas been recently developed. As an emerging technology allowing to deploy smart grid distributionsystems, SUNs are considered a relevant but yet largely unexplored research topic. Within this work, a simulation tool for assessing the performance of SUNs is developed and employedto study a typical scenario. In order to obtain a high coherence with real networks in terms of theirsize and the reproduced OSI layers, a network simulator (ns-3) has been chosen as main development environment. The focus is on the physical layer, which is typically represented by a coarse structure in network simulators, lacking most of the relevant communication features. Since network simulators typically do not allow to fully implement physical layer features as in scientic programming languages(e.g. Matlab), we develop models reflecting physical layer behavior onto the above layers. The main engaged challenges regarding model construction are an adequate modeling of data units structure, channel properties and transmission features, including advanced transmission techniques such as forward error correction coding and multiple-antenna beamforming. Simulation runs prove our tool to be reasonably valid and consistent with the analyzed technology. Furthermore, they provide a basis for formulating design guidelines for reliable communication schemes inthe considered scenario. The developed models constituting the tool show a general structure that can be employed for any wireless network simulator and, due to their proven validity, open paths to interestinginvestigation and optimization work.

Abstract [sv]

Eldistribution genom smarta elnät spås en mycket lovande framtid då detta möjliggör en miljömedvetenoch kostnadseektiv elförbrukning. Tack vare detta framstående kommunikationssystem nns numöjlighet till full-duplex-kommunikation från eldistributören hela vägen till utkanten av nätverket, vilketäven gör att smarta elnät kan användas som plattform för nya hemautomationssystem. Den huvudsakligainnovationen med systemet är mätarens förmåga att återkoppla information om den lokala elförbrukningenoch -produktionen, något som inte tidigare varit möjligt. I detta sammanhang har Smart Metering UtilityNetwork (SUN)-standarden nyligen utvecklats. SUN anses som ett aktuellt forskningsområde eftersomdet tillåter utplacering av smarta elnät, dock är detta fortfarande ett outforskat område.I detta projekt utvecklas ett simuleringsverktyg för att utvärdera SUN:s prestanda. Dessutom användsdet för att undersöka ett typiskt scenario. Målet är att efterlikna nätverkets beteende sett till storlekoch simulerade OSI-lager, varför en nätverkssimulator (ns-3) har valts som huvudsaklig utvecklingsram.Fokus har lagts på det fysiska lagret, vilket vanligen representeras av grova strukturer i nätverkssimulatorer.Då dessa simulatorer inte kan ge samma detaljnivå av det fysiska lagret som vetenskapligaprogrammeringsverktyg, exempelvis Matlab, utvecklas modeller som simulerar eekterna av det fysiskalagret på de ovanstående lagren, eftersom de kan hanteras av nätverkssimulatorer. Dessa modeller omfattardataenhetsstrukturer, kanalegenskaper och överföringsfunktioner, vilka även inkluderar avanceradekommunikationstekniker såsom forward error correction och multiple-antenna beamforming.Resultaten visar att det utvecklade verktyget fungerar enligt förväntan och stämmer väl överens medSUN:s teknologi. Vidare bistår de med riktlinjer för att utforma tillförlitliga kommunikationsteknikeri det simulerade scenariot. Simulatorns modeller har en generell struktur och kan därför anpassas föratt simulera alla typer av trådlösa nätverk, och tillåter tack vare sin bevisade tillförlitlighet grund förytterligare utforskning och optimering.

Place, publisher, year, edition, pages
2014. , 68 p.
Series
EES Examensarbete / Master Thesis, XR-EE-KT 2014:010
National Category
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-152517ISRN: XR-EE-KT 2014:010OAI: oai:DiVA.org:kth-152517DiVA: diva2:750092
External cooperation
TU Berlin
Educational program
Master of Science - Wireless Systems
Presentation
2014-09-15, SIP conference room, Osquldas väg 10, Floor 3, Stockholm, 13:40 (English)
Supervisors
Examiners
Available from: 2014-10-21 Created: 2014-09-26 Last updated: 2014-10-21Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2448 kB)598 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2448 kBChecksum SHA-512
020f1d1add57c27117d759ed1065fc27aae213071bc16ac0d2cc2c71e3bc198d2b3e343bd5bb4bdb94e6555301f651e5e91e98c209704fed76bc4cc111dd4bde
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Communication Theory
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 598 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 292 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf