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

【摘要】隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，各行各業(yè)都得到了前所未有的進步，尤其是無線通信行業(yè)，伴隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，對電力系統(tǒng)中各種信號的安全性和可靠性提出了更高的要求，電力無線專用網(wǎng)應(yīng)運而生，基于lte230的電力無線通信專網(wǎng)具有結(jié)構(gòu)簡單、傳輸效果好等優(yōu)點，受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文首先介紹了電力無線專網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀，然后結(jié)合實際案例給出了基于LTE230系統(tǒng)的電力無線通信專網(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】電力無線通信技術(shù)；LTE230；安全性；可靠性

引言

LTE技術(shù)即為4G長期演進技術(shù)，該技術(shù)為無線專網(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無線系統(tǒng)標準，國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的為第二種，因此在該點的研究也非常的多，雖然取得了一定的成果，但仍然存在著值得研究的點。電力專網(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)電力專網(wǎng)，對于廣域網(wǎng)包含控制、測量、保護功能，電價變更、自動化裝置分布和數(shù)據(jù)讀取均為雙向傳輸，實際的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中常將無線通信和有線通信結(jié)合在一起，從而獲得較大的效益，

1電力無線專網(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，但是它部署的難度比較大，且會花費大量的資金，并不能滿足海量配用終端覆蓋，伴隨著無線寬帶通信技術(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)更多會考慮無線通信來作為傳輸載體。配電和用電網(wǎng)絡(luò)中多租賃電信運營商的無線通信手段，如GPRS、CDMA，雖然電力部門采用這種通信方式，不需要進行網(wǎng)絡(luò)部署和維護工作，僅僅需要給運營商繳納一些租賃費用，然而該數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)是具有優(yōu)先級，不能滿足電力各類信號的傳輸，尤其是在國網(wǎng)要求信息的時效性、準確性背景下，采用這類技術(shù)已經(jīng)不能滿足實際的需求，建設(shè)無線專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、后期維護成本低等。此外，值得一提的是采用該頻段有國家無線電管理委員會的特殊政策，根據(jù)《關(guān)于印發(fā)民用超短波遙測、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的頻點有40多個，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，結(jié)合4GLTE技術(shù)和優(yōu)勢，電力配用電領(lǐng)域有很高的價值。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，在這一部分主要實現(xiàn)感知和識別物體，采集和捕獲電力使用場景所產(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)，實現(xiàn)信息傳遞和處理。應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)通過物聯(lián)網(wǎng)綜合處理平臺與行業(yè)專業(yè)應(yīng)用結(jié)合，實現(xiàn)廣泛智能化的解決方案集。

2基于LTE230系統(tǒng)的電力無線通信專網(wǎng)

目前的電力無線通信專網(wǎng)系統(tǒng)包含數(shù)傳電臺、LTE230系統(tǒng)、無線寬帶通信等技術(shù)，電力無線專網(wǎng)技術(shù)則需要深入考慮以下幾個方面，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，大部分無線通信寬帶工作的頻率為1800MHz，其傳輸能力非常強，但也存在很多缺點如運行維護費用太高、單站覆蓋能力偏弱等，由于設(shè)計采用的是通用標準，和電力業(yè)務(wù)的結(jié)合度偏低。為了這類問題的出現(xiàn)，LTE230系統(tǒng)從以上缺點考慮，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，可以滿足電力行業(yè)定制等優(yōu)點，因此在電力配用電系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。

2.1230MHz專網(wǎng)采用的230MHz專網(wǎng)終端，具有運行費用比較低、安全系數(shù)比較高、保密性強等，不僅有控制終端設(shè)備的關(guān)鍵點，且為通信網(wǎng)絡(luò)資源。對于230MHz的無線專網(wǎng)來說，對于專用頻點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，后一種方式時目前組網(wǎng)中最常用的一種，對于單個基站來說，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)過科學(xué)測算，該面積可以達到4萬m，相對于一些大中型的用戶終端則相應(yīng)的選用負荷監(jiān)控。而前者的功率非常小，通常為3W，這類方式雖然覆蓋范圍不大，但降低了信通網(wǎng)絡(luò)維護技術(shù)要求，極大地縮短了組網(wǎng)的費用，加上應(yīng)用了GPRS等一系列通信網(wǎng)，因此具備了組網(wǎng)簡單靈活、安裝方便，這兩種組網(wǎng)方式都有一定的優(yōu)點和缺點，在實際采用的過程中往往需要根據(jù)實際的需求，因地制宜，以此采取科學(xué)合理的方法，保證電力無線通信專網(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，這個標準為UMTS技術(shù)穩(wěn)步持續(xù)演進，它的核心構(gòu)架是4G技術(shù)，與此同時也是電力無線專網(wǎng)最常用的技術(shù)，通過扁平化網(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)，且有非常強的頻譜效率，可以消除無線網(wǎng)絡(luò)，并靈活的應(yīng)用各種資源。多天線技術(shù)可以實現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)的自動分解，通過設(shè)置多個狀態(tài)的數(shù)據(jù)，使其在一定的寬帶范圍內(nèi)，采用多個天線同時進行發(fā)送，經(jīng)過無線電通道以后，通過多個天線進行同時發(fā)射，這樣就會被多個天線動態(tài)接收，后期便逐漸形成了源數(shù)據(jù)流。在LTE內(nèi)置多個接入網(wǎng)來說，它的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架呈現(xiàn)扁平化，在多個功能模塊中進行了集成操作，方便同時管理多個小區(qū)，同時改善了用戶的體驗感覺，除此之外，有效的降低了系統(tǒng)復(fù)雜程度，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點也逐漸降低，系統(tǒng)時延性明顯減少，同時降低了系統(tǒng)的總體成本，使電力無線通信專網(wǎng)更加經(jīng)濟。

2.3FDD-LTE230技術(shù)在標準的分類中，LTE標準主要支持兩種模式，包含TD-LTE、FDD-LTE，這里所說的頻分雙工即為TD-LTE，本質(zhì)上就是處在兩個方向之上，采用差異頻率來達到信號的發(fā)射模式，而采用后者FDD-LTE為兩個方向的發(fā)射，通過應(yīng)用不同的時間，根據(jù)使用的頻率來實現(xiàn)信號的雙工發(fā)射。當然，由于采用電力專用230MHz的頻段僅為離散狀態(tài)下的幾個單頻和30個雙頻點，此時的寬帶為25kHz，在實際的應(yīng)用中，為了滿足相應(yīng)的要求，通常會將公用頻段733~2170MHz的上下行鏈路分別結(jié)合，達到相互促進補充的目的，讓整個電網(wǎng)工程保持穩(wěn)定的運行。大量的實踐表明，在系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用FDD-LTE技術(shù)可以對各地區(qū)進行大范圍的覆蓋，這樣來使各種增值業(yè)務(wù)穩(wěn)步實現(xiàn)，在智能電網(wǎng)中信號覆蓋的范圍往往比較大，需要及時的進行調(diào)整和補充，這類內(nèi)容包括智能電網(wǎng)的眾多基礎(chǔ)性業(yè)務(wù)，如可視化移動資產(chǎn)、用電信息采集、各類配網(wǎng)裝置和負荷管理。為了使電力無線通信網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點得到比較充分的發(fā)揮，常常將混合組網(wǎng)和專網(wǎng)頻段進行充分的結(jié)合，才可以保證智能電網(wǎng)的安全性和可靠性，從而實現(xiàn)整體的覆蓋，為后期網(wǎng)絡(luò)的順利進行提供一定的基礎(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產(chǎn)權(quán)的“TD-LTE230無線寬帶通信系統(tǒng)”，為用戶大幅度降低建設(shè)和維護投入、提供靈活高效的無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)測等多個領(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、軟件無線電、空口頭壓縮、動態(tài)資源分配等關(guān)鍵技術(shù)，承載配用電計量自動化、配網(wǎng)自動化等主營業(yè)務(wù)，同時順應(yīng)未來發(fā)展趨勢，可擴展承載視頻傳輸、移動辦公等增值業(yè)務(wù)，廣泛用于發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度等各個環(huán)節(jié)，有效解決電力生產(chǎn)的技術(shù)問題。2013年，張家口地區(qū)LTE230無線寬帶專網(wǎng)試點建設(shè)項目正式啟動，工程同時對試點區(qū)域內(nèi)原運行在無線公網(wǎng)上的采集終端通信方式進行改造，逐步把相關(guān)采集業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到LTE230無線專網(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。在公司營銷大樓頂建一個基站，實現(xiàn)城區(qū)核心區(qū)域覆蓋；在宣化縣公司樓頂建一個基站，覆蓋以該站點為中心，方圓5～6km的縣城區(qū)域；市區(qū)人頭山頂建一個基站，覆蓋周邊9km內(nèi)山區(qū)區(qū)域。基站通過電力光纖直拉方式、電力光纖專網(wǎng)和數(shù)字微波等多種通信方式接入位于公司營銷大樓通信機房的核心網(wǎng)和網(wǎng)管系統(tǒng)。LTE230寬帶專網(wǎng)通過覆蓋城區(qū)、縣城、山區(qū)等不同地形，驗證LTE230無線專網(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

通過應(yīng)用LTE230技術(shù)，可以衍生出一系列的無線專用網(wǎng)技術(shù)如FDD-LTE230，利用公用無線通信頻段和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)域越來越寬，其終端數(shù)量規(guī)模化程度越來越大，在電力業(yè)務(wù)中的智能化建設(shè)更加明顯，未來該技術(shù)將變得更加廣泛，在使用LTE230技術(shù)中，需要給與高度重視，加強研究。

作者:孫司予 單位:四川電力設(shè)計咨詢有限責(zé)任公司