主頁（http://m.by236.com）：基于LTE230的電力無線專網

摘 要 本文基于智能電網對信號覆蓋區域強度的各類需求及所存業務特性，探討了運用LTE技術的無線專網方案。此方案有效應用了公用頻段與230MHz電力專用頻段，互為補充，將LTE系統的技術優勢充分發揮出來，相比于TDD系統，能夠為智能電網提供的覆蓋范圍更大，另外還提供有FDD支持對稱業務，能夠為智能電網的可靠性與安全性提供保障。規避系統之間的互相干擾。

【關鍵詞】LTE230 電力無線專網 智能電網

4G長期演進（LTE）技術作為今后將會被廣泛應用到電力無線專網建網當中的關鍵技術，其具有兩種傳輸制式，即頻分雙工（FDD）與時分雙工（TDD），分別與FDD-LTE、TD-LTE無線系統標準相對應。當前，國內多對TD-LTE制式的應用開展研究，然而，此制式應用于電力無線專網中存在著諸多問題。

1 電力專網構架

電力專網依據網絡覆蓋范圍的差異，劃分為三個網絡層，即電力廣域網（WAN）、局域網（LAN）及家庭域網（HAN）。對于廣域網而言，主要包含有測量功能與廣域控制、保護；而對于局域網，則進行智能測量，如電價變更、軟硬件設施升級、分布自動化、測量數據讀取及需求響應等信息的雙向傳輸，此網絡層與電力專網當中的各功能模塊均有涉及，需要將無線通信與有線通信方式相結合，以此來最大化獲取成本效益；對于家庭域網而言，其主要涉及到樓宇自動化、家庭自動化等，需升級智能終端。因電力局域網以及廣域網中所涉及的電力輸配電核心功能的實現，所以上述兩網絡層當中的通信方案設計，已成為對電力專網開展研究的重點。

2 無線專網通信技術分析

2.1 230MHz頻段專網

對于230MHz專用終端，其所運用的是230MHz專用信道通信，此信道具有多種優點，如無運行費用、安全性高、保密性好及實時性突出等，不僅是具備控制功能的終端設備的關鍵通信信道，而且還是整個電力系統的專用通信網絡資源。針對230MHz無線專網而言，其專用頻點比較常用的是10個半雙工頻點與15對雙工頻點，頻譜區間為233.024Hz～235.000MHz。除了承載有用電采集信息的業務，而且還有配電自動化的業務。230MHz信道組網方式有兩種劃分，即自組網微蜂窩與宏蜂窩，對于宏蜂窩組網而言，其乃是當前最為常用的組網方式。針對單個宏蜂窩基站來講，其發射功率25W，具有廣闊的覆蓋半徑，通常達4萬米，對于大中型專變用戶終端相應用電信息采集與負荷監控較為多用。而對于自組網微蜂窩而言，其運用的是3W的小功率電臺，不僅克服了通信網維護技術要求高的缺點，而且還降低了組網成本，盡管其具有較小的信號覆蓋范圍，但其囊括了GPRS等通信組網的主要優點，不僅組網靈活，而且還安裝方便。兩種組網方式優劣均沾，在實際應用中，可結合實際需求，酌情進行選擇。

2.2 LTE技術

LTE乃為3GPP組織所制定，即為UMTS技術標準的持續性演進，乃是一種將OFDM/FDMA為其核心架構的4G技術，同時也是進行電力無線專網組網操作中最為常用且關鍵的技術類型，其運用扁平化網絡、多天線技術（MIMO）及正交頻分系統（OFDM）。OFDM技術所具有的信號調制方式以及上下行多址接入方式，不僅可實現頻域調度與自適應，而且還具有較強的帶寬擴展性與較高的頻譜效率，能夠將無線網絡的自干擾予以消除，還能靈活分配資源。MIMO技術能夠分解用戶數據，設置呈現為多個處于并行狀態的數據流，在特定的帶寬內，由多個發射天線同發，當所發射的信號經無線信道后，便會被多個天線實時接收，最終便成為源數據流。對于LTE內置的E-UTRAN接入網而言，其由E-NO-DEB網絡構成，其網絡架構為全IP扁平化，在eNB中有多個功能模塊集成，可對多個小區進行同時管理，對用戶體驗予以改善，不僅減少了系統復雜度，而且還使網絡節點相應減少，使系統時延得以減少，另外，還降低了維護成本與網絡部署成本。

2.3 FDD-LTE230技術

LTE標準能夠支持兩種模式，即時分雙工（TD-LTE）與頻分雙工（FDD-LTE）。所謂頻分雙工實際就是在兩個方向上，運用差異頻率，實現信號的同時發射的雙工方式；所謂時分雙工實際就是基于兩個方向，使用不相同的時間，但所使用頻率相同，以此來發送信號的雙工方式。

由于電力專用230MHz頻段僅為處于離散狀態的10個單頻頻點與15對雙頻頻點，并且寬帶為25kHz，為了與FDD-LTE蜂窩組網要求相滿足，現實當中，可與公用頻段的上下行鏈路733～2170MHz部分頻段相結合，還可與230MHz電力專用頻段相結合，促使兩者互為補充，實現電網業務始終處于正常運行狀態。本文所運用的FDD-LTE技術，能夠對大范圍地區予以覆蓋，以此來承載增值業務，對于智能電網當中的業務對信號覆蓋區域廣度相應需求，能夠及時給予滿足，包含智能電網各類基礎性業務，如移動資產可視化管理、用電信息采集、配網自動化、應急搶修及負荷管理等。

電力無線專網技術FDD-LTE230，通過將公網頻段混合組網與電力專網頻段充分結合與運用，使FDD-LTE230得技術優勢充分發揮出來，為智能電網提供更高的可靠性與安全性，提供更加廣闊的覆蓋面積。

3 結語

本文基于LTE230技術，提出了一種新型的電力無線專網技術，即FDD-LTE230，通過對公用無線通信頻段混合組玩與230MHz電力專網頻段的有效應用，充分發揮出LTE230技術所具有的內在優勢。伴隨終端數量的日漸增加以及多種電力業務的廣泛開展，規模化、智能化及多樣化的智能電網建設，將會變得更為廣泛與深入，至此，LTE230及FDD-LTE230技術也將在此潮流中，得到廣泛性應用。

參考文獻

[1]沈明星.基于TD-LTE230MHz電力無線寬帶的用電信息采集系統互聯研究[D].北京郵電大學，2011.

[2]周建勇，田志峰，李艷，等.廣覆蓋LTE230系統在電力配用電應用中的研究與實踐[J].電信科學，2014，30（03）：168-172.

作者單位

1.南京南瑞集團公司信息通信技術分公司 江蘇省南京市 210000

2.國網淮安供電公司 江蘇省淮安市 223001

3.南京大學 江蘇省南京市 210000