導(dǎo)語(yǔ)：LTE230電力無(wú)線通信專(zhuān)網(wǎng)研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

【摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各行各業(yè)都得到了前所未有的進(jìn)步，尤其是無(wú)線通信行業(yè)，伴隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)電力系統(tǒng)中各種信號(hào)的安全性和可靠性提出了更高的要求，電力無(wú)線專(zhuān)用網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生，基于lte230的電力無(wú)線通信專(zhuān)網(wǎng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳輸效果好等優(yōu)點(diǎn)，受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文首先介紹了電力無(wú)線專(zhuān)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀，然后結(jié)合實(shí)際案例給出了基于LTE230系統(tǒng)的電力無(wú)線通信專(zhuān)網(wǎng)，希望本文的工作能為從事相關(guān)工作的人員提供一定的指導(dǎo)和幫助。

【關(guān)鍵詞】電力無(wú)線通信技術(shù)；LTE230；安全性；可靠性

引言

LTE技術(shù)即為4G長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)，該技術(shù)為無(wú)線專(zhuān)網(wǎng)中處于關(guān)鍵位置，現(xiàn)階段共包含兩種傳輸制式，分別為FDD-LTE、TD-LTE無(wú)線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的為第二種，因此在該點(diǎn)的研究也非常的多，雖然取得了一定的成果，但仍然存在著值得研究的點(diǎn)。電力專(zhuān)網(wǎng)按照覆蓋范圍的不同分為三種：分別為電力廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)、家庭域網(wǎng)電力專(zhuān)網(wǎng)，對(duì)于廣域網(wǎng)包含控制、測(cè)量、保護(hù)功能，電價(jià)變更、自動(dòng)化裝置分布和數(shù)據(jù)讀取均為雙向傳輸，實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中常將無(wú)線通信和有線通信結(jié)合在一起，從而獲得較大的效益，

1電力無(wú)線專(zhuān)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀分析

智能配電網(wǎng)業(yè)務(wù)終端分布廣，在通信領(lǐng)域，我們知道光纖通信方式非常有優(yōu)勢(shì)，但是它部署的難度比較大，且會(huì)花費(fèi)大量的資金，并不能滿足海量配用終端覆蓋，伴隨著無(wú)線寬帶通信技術(shù)的發(fā)展，電力有線光纖通信成為了重要通信手段，在電力配電、用電等業(yè)務(wù)應(yīng)用無(wú)線通信技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛關(guān)注，現(xiàn)在的電力通信業(yè)務(wù)更多會(huì)考慮無(wú)線通信來(lái)作為傳輸載體。配電和用電網(wǎng)絡(luò)中多租賃電信運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線通信手段，如GPRS、CDMA，雖然電力部門(mén)采用這種通信方式，不需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)部署和維護(hù)工作，僅僅需要給運(yùn)營(yíng)商繳納一些租賃費(fèi)用，然而該數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)是具有優(yōu)先級(jí)，不能滿足電力各類(lèi)信號(hào)的傳輸，尤其是在國(guó)網(wǎng)要求信息的時(shí)效性、準(zhǔn)確性背景下，采用這類(lèi)技術(shù)已經(jīng)不能滿足實(shí)際的需求，建設(shè)無(wú)線專(zhuān)用智能電力通信已經(jīng)成為了發(fā)展的方向。LTE230系統(tǒng)是一種比較常用的通信系統(tǒng)，該頻段為230MHz，其具有覆蓋距離遠(yuǎn)、后期維護(hù)成本低等。此外，值得一提的是采用該頻段有國(guó)家無(wú)線電管理委員會(huì)的特殊政策，根據(jù)《關(guān)于印發(fā)民用超短波遙測(cè)、遙控、數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)頻段規(guī)劃的通知》的規(guī)定，電力行業(yè)可以擁有230MHz的頻點(diǎn)有40多個(gè)，為此，該系統(tǒng)應(yīng)用在電力行業(yè)具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合4GLTE技術(shù)和優(yōu)勢(shì)，電力配用電領(lǐng)域有很高的價(jià)值。物聯(lián)網(wǎng)包括傳感網(wǎng)絡(luò)、傳輸網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)三部分。傳感網(wǎng)絡(luò)由各種具有感知能力的設(shè)備組成，包括攝像頭、GPS、傳感器和M2M終端、傳感器網(wǎng)絡(luò)和傳感器網(wǎng)關(guān)等設(shè)備，在這一部分主要實(shí)現(xiàn)感知和識(shí)別物體，采集和捕獲電力使用場(chǎng)景所產(chǎn)生的相關(guān)信息。傳輸網(wǎng)絡(luò)將傳感網(wǎng)絡(luò)所獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)信息通過(guò)嫁接了智能電表的電力載波通訊網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)形成的融合網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)信息傳遞和處理。應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)綜合處理平臺(tái)與行業(yè)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用結(jié)合，實(shí)現(xiàn)廣泛智能化的解決方案集。

2基于LTE230系統(tǒng)的電力無(wú)線通信專(zhuān)網(wǎng)

目前的電力無(wú)線通信專(zhuān)網(wǎng)系統(tǒng)包含數(shù)傳電臺(tái)、LTE230系統(tǒng)、無(wú)線寬帶通信等技術(shù)，電力無(wú)線專(zhuān)網(wǎng)技術(shù)則需要深入考慮以下幾個(gè)方面，即單基站覆蓋半徑、電力業(yè)務(wù)的適用性、各通道的傳遞速率。傳統(tǒng)意義的230數(shù)傳電臺(tái)和LTE230系統(tǒng)并不一致，然而卻只能支持低速率數(shù)據(jù)傳輸，并不能滿足現(xiàn)階段智能電網(wǎng)的發(fā)展需求，現(xiàn)階段，大部分無(wú)線通信寬帶工作的頻率為1800MHz，其傳輸能力非常強(qiáng)，但也存在很多缺點(diǎn)如運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用太高、單站覆蓋能力偏弱等，由于設(shè)計(jì)采用的是通用標(biāo)準(zhǔn)，和電力業(yè)務(wù)的結(jié)合度偏低。為了這類(lèi)問(wèn)題的出現(xiàn)，LTE230系統(tǒng)從以上缺點(diǎn)考慮，充分結(jié)合電力行業(yè)的需求，其具有覆蓋范圍廣、傳輸能力強(qiáng)，可以滿足電力行業(yè)定制等優(yōu)點(diǎn)，因此在電力配用電系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。

2.1230MHz專(zhuān)網(wǎng)采用的230MHz專(zhuān)網(wǎng)終端，具有運(yùn)行費(fèi)用比較低、安全系數(shù)比較高、保密性強(qiáng)等，不僅有控制終端設(shè)備的關(guān)鍵點(diǎn)，且為通信網(wǎng)絡(luò)資源。對(duì)于230MHz的無(wú)線專(zhuān)網(wǎng)來(lái)說(shuō)，對(duì)于專(zhuān)用頻點(diǎn)而言選用的頻譜范圍為233~235Hz，這段頻率不僅僅應(yīng)用在采集信息系統(tǒng)中，而且還能夠應(yīng)用在配電自動(dòng)化業(yè)務(wù)中。230MHz的信道組網(wǎng)劃分采用兩種形式，分別為自組網(wǎng)微蜂窩、宏蜂窩，后一種方式時(shí)目前組網(wǎng)中最常用的一種，對(duì)于單個(gè)基站來(lái)說(shuō)，它的發(fā)射功率一般低于50W，通常為25W，具備覆蓋面積廣，經(jīng)過(guò)科學(xué)測(cè)算，該面積可以達(dá)到4萬(wàn)m，相對(duì)于一些大中型的用戶(hù)終端則相應(yīng)的選用負(fù)荷監(jiān)控。而前者的功率非常小，通常為3W，這類(lèi)方式雖然覆蓋范圍不大，但降低了信通網(wǎng)絡(luò)維護(hù)技術(shù)要求，極大地縮短了組網(wǎng)的費(fèi)用，加上應(yīng)用了GPRS等一系列通信網(wǎng)，因此具備了組網(wǎng)簡(jiǎn)單靈活、安裝方便，這兩種組網(wǎng)方式都有一定的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，在實(shí)際采用的過(guò)程中往往需要根據(jù)實(shí)際的需求，因地制宜，以此采取科學(xué)合理的方法，保證電力無(wú)線通信專(zhuān)網(wǎng)傳輸既快速、又方便，從而在電力系統(tǒng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用將更加受歡迎。

2.2LTE技術(shù)所謂的LTE則是由3GPP組織根據(jù)需要制定的，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)為UMTS技術(shù)穩(wěn)步持續(xù)演進(jìn)，它的核心構(gòu)架是4G技術(shù)，與此同時(shí)也是電力無(wú)線專(zhuān)網(wǎng)最常用的技術(shù)，通過(guò)扁平化網(wǎng)絡(luò)、MIMO、OFDM等技術(shù)的應(yīng)用可以明顯提升其服務(wù)效果。正交頻分系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用的信號(hào)調(diào)制方式和多地址模式，不但能夠使頻域調(diào)度自適應(yīng)，且有非常強(qiáng)的頻譜效率，可以消除無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，并靈活的應(yīng)用各種資源。多天線技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)用戶(hù)數(shù)據(jù)的自動(dòng)分解，通過(guò)設(shè)置多個(gè)狀態(tài)的數(shù)據(jù)，使其在一定的寬帶范圍內(nèi)，采用多個(gè)天線同時(shí)進(jìn)行發(fā)送，經(jīng)過(guò)無(wú)線電通道以后，通過(guò)多個(gè)天線進(jìn)行同時(shí)發(fā)射，這樣就會(huì)被多個(gè)天線動(dòng)態(tài)接收，后期便逐漸形成了源數(shù)據(jù)流。在LTE內(nèi)置多個(gè)接入網(wǎng)來(lái)說(shuō)，它的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架呈現(xiàn)扁平化，在多個(gè)功能模塊中進(jìn)行了集成操作，方便同時(shí)管理多個(gè)小區(qū)，同時(shí)改善了用戶(hù)的體驗(yàn)感覺(jué)，除此之外，有效的降低了系統(tǒng)復(fù)雜程度，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)也逐漸降低，系統(tǒng)時(shí)延性明顯減少，同時(shí)降低了系統(tǒng)的總體成本，使電力無(wú)線通信專(zhuān)網(wǎng)更加經(jīng)濟(jì)。

2.3FDD-LTE230技術(shù)在標(biāo)準(zhǔn)的分類(lèi)中，LTE標(biāo)準(zhǔn)主要支持兩種模式，包含TD-LTE、FDD-LTE，這里所說(shuō)的頻分雙工即為T(mén)D-LTE，本質(zhì)上就是處在兩個(gè)方向之上，采用差異頻率來(lái)達(dá)到信號(hào)的發(fā)射模式，而采用后者FDD-LTE為兩個(gè)方向的發(fā)射，通過(guò)應(yīng)用不同的時(shí)間，根據(jù)使用的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的雙工發(fā)射。當(dāng)然，由于采用電力專(zhuān)用230MHz的頻段僅為離散狀態(tài)下的幾個(gè)單頻和30個(gè)雙頻點(diǎn)，此時(shí)的寬帶為25kHz，在實(shí)際的應(yīng)用中，為了滿足相應(yīng)的要求，通常會(huì)將公用頻段733~2170MHz的上下行鏈路分別結(jié)合，達(dá)到相互促進(jìn)補(bǔ)充的目的，讓整個(gè)電網(wǎng)工程保持穩(wěn)定的運(yùn)行。大量的實(shí)踐表明，在系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用FDD-LTE技術(shù)可以對(duì)各地區(qū)進(jìn)行大范圍的覆蓋，這樣來(lái)使各種增值業(yè)務(wù)穩(wěn)步實(shí)現(xiàn)，在智能電網(wǎng)中信號(hào)覆蓋的范圍往往比較大，需要及時(shí)的進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)充，這類(lèi)內(nèi)容包括智能電網(wǎng)的眾多基礎(chǔ)性業(yè)務(wù)，如可視化移動(dòng)資產(chǎn)、用電信息采集、各類(lèi)配網(wǎng)裝置和負(fù)荷管理。為了使電力無(wú)線通信網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)得到比較充分的發(fā)揮，常常將混合組網(wǎng)和專(zhuān)網(wǎng)頻段進(jìn)行充分的結(jié)合，才可以保證智能電網(wǎng)的安全性和可靠性，從而實(shí)現(xiàn)整體的覆蓋，為后期網(wǎng)絡(luò)的順利進(jìn)行提供一定的基礎(chǔ)。

3案例分析

普天技術(shù)將新一代移動(dòng)信息通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和終端產(chǎn)品與電力信息化應(yīng)用緊密結(jié)合，基于電網(wǎng)授權(quán)使用的230MHz頻段，深度定制出具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“TD-LTE230無(wú)線寬帶通信系統(tǒng)”，為用戶(hù)大幅度降低建設(shè)和維護(hù)投入、提供靈活高效的無(wú)線傳輸方案以及多業(yè)務(wù)集成解決方案，應(yīng)用于智能電網(wǎng)工業(yè)監(jiān)測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域，使電力突破發(fā)展瓶頸。該系統(tǒng)采用OFD-MA、載波聚合、頻譜感知、自適應(yīng)編碼調(diào)制、同頻組網(wǎng)、HARQ、軟件無(wú)線電、空口頭壓縮、動(dòng)態(tài)資源分配等關(guān)鍵技術(shù)，承載配用電計(jì)量自動(dòng)化、配網(wǎng)自動(dòng)化等主營(yíng)業(yè)務(wù)，同時(shí)順應(yīng)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，可擴(kuò)展承載視頻傳輸、移動(dòng)辦公等增值業(yè)務(wù)，廣泛用于發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度等各個(gè)環(huán)節(jié)，有效解決電力生產(chǎn)的技術(shù)問(wèn)題。2013年，張家口地區(qū)LTE230無(wú)線寬帶專(zhuān)網(wǎng)試點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目正式啟動(dòng)，工程同時(shí)對(duì)試點(diǎn)區(qū)域內(nèi)原運(yùn)行在無(wú)線公網(wǎng)上的采集終端通信方式進(jìn)行改造，逐步把相關(guān)采集業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到LTE230無(wú)線專(zhuān)網(wǎng)上。系統(tǒng)包括了核心網(wǎng)、網(wǎng)管系統(tǒng)各一套，基站設(shè)備三套。在公司營(yíng)銷(xiāo)大樓頂建一個(gè)基站，實(shí)現(xiàn)城區(qū)核心區(qū)域覆蓋；在宣化縣公司樓頂建一個(gè)基站，覆蓋以該站點(diǎn)為中心，方圓5～6km的縣城區(qū)域；市區(qū)人頭山頂建一個(gè)基站，覆蓋周邊9km內(nèi)山區(qū)區(qū)域?；就ㄟ^(guò)電力光纖直拉方式、電力光纖專(zhuān)網(wǎng)和數(shù)字微波等多種通信方式接入位于公司營(yíng)銷(xiāo)大樓通信機(jī)房的核心網(wǎng)和網(wǎng)管系統(tǒng)。LTE230寬帶專(zhuān)網(wǎng)通過(guò)覆蓋城區(qū)、縣城、山區(qū)等不同地形，驗(yàn)證LTE230無(wú)線專(zhuān)網(wǎng)系統(tǒng)在不同地域支撐電力業(yè)務(wù)的特性。

4結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)應(yīng)用LTE230技術(shù)，可以衍生出一系列的無(wú)線專(zhuān)用網(wǎng)技術(shù)如FDD-LTE230，利用公用無(wú)線通信頻段和230MHz的電力網(wǎng)絡(luò)頻段混合應(yīng)用，不但可以到達(dá)預(yù)期的效果，而且能夠使LTE230技術(shù)得到充分的發(fā)揮，隨著該終端應(yīng)用的領(lǐng)域越來(lái)越寬，其終端數(shù)量規(guī)?；潭仍絹?lái)越大，在電力業(yè)務(wù)中的智能化建設(shè)更加明顯，未來(lái)該技術(shù)將變得更加廣泛，在使用LTE230技術(shù)中，需要給與高度重視，加強(qiáng)研究。

作者:孫司予 單位:四川電力設(shè)計(jì)咨詢(xún)有限責(zé)任公司