摘要：為保障電力業(yè)務(wù)應(yīng)用需求情況下電力無線專網(wǎng)通信性能，需針對(duì)無線專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能進(jìn)行規(guī)劃并優(yōu)化以滿足電力業(yè)務(wù)需求。本文依據(jù)1800MHz無線專網(wǎng)技術(shù)體制為例，針對(duì)電力業(yè)務(wù)特征分析其對(duì)無線專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能要求，并依據(jù)業(yè)務(wù)種類、業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)性、業(yè)務(wù)帶寬、業(yè)務(wù)分布及業(yè)務(wù)周邊建筑環(huán)境等因素提出電力無線專網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃建議，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程涉及的網(wǎng)絡(luò)覆蓋調(diào)整、無線干擾進(jìn)行介紹，并提出網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化干擾整治方案，為L(zhǎng)TE電力無線專網(wǎng)規(guī)劃及運(yùn)維提供指導(dǎo)意見。

　　關(guān)鍵詞：TD-LTE,電力業(yè)務(wù)需求,無線規(guī)劃,覆蓋優(yōu)化,干擾整治

　　無線通信作為電力終端通信接入網(wǎng)的重要技術(shù)之一，無線公網(wǎng)及230MHz數(shù)傳電臺(tái)已在電力營(yíng)銷、運(yùn)檢等業(yè)務(wù)系統(tǒng)中得到了大規(guī)模應(yīng)用。目前，很多省市公司已經(jīng)開展了3/4G電力專網(wǎng)試點(diǎn)應(yīng)用，如3G(WiMAX，McWILL)及4GTD-LTE等。業(yè)務(wù)應(yīng)用領(lǐng)域包括傳統(tǒng)配用電業(yè)務(wù)及新型智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)等。無線通信在電力應(yīng)用取得一定成果的同時(shí)，其存在的一些問題也逐步暴露出來。

　　例如：現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃依據(jù)為覆蓋邊緣速率-128kbit，該目標(biāo)對(duì)電力全業(yè)務(wù)接入包含圖像、視頻相關(guān)的適配性較差;網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化以廣覆蓋為目標(biāo)，較少考慮對(duì)覆蓋區(qū)域無線性能優(yōu)化，同時(shí)存在干擾對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能影響等。因此需對(duì)以覆蓋面積為目標(biāo)的建網(wǎng)模式進(jìn)行改變，本文以1800MHzTD-LTE無線專網(wǎng)規(guī)劃及優(yōu)化為例，并提出適配企業(yè)接入電力無線專網(wǎng)業(yè)務(wù)的建站模式。

　　1電力無線業(yè)務(wù)需求分析

　　1.1業(yè)務(wù)需求

　　業(yè)務(wù)傳輸內(nèi)容[1-3]：無線專網(wǎng)承載主要包括數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、圖片及視頻類，各類基本業(yè)務(wù)對(duì)無線專網(wǎng)需求如下：(1)語(yǔ)音業(yè)務(wù)8～64kbps;無線通道時(shí)延低于300ms;丟包率小于10-2;(2)視頻業(yè)務(wù)384kbps～2Mbps;無線通道時(shí)延低于300ms;丟包率小于10-2;(3)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)64kbps～2Mbps;無線通道時(shí)延低于300ms;丟包率小于10-2;(4)圖片業(yè)務(wù)64kbps～2Mbps;無線通道時(shí)延低于300ms;丟包率小于10-2。

　　業(yè)務(wù)應(yīng)用需求：主要體現(xiàn)在業(yè)務(wù)安全等級(jí)[1-4]、業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)性及帶寬等需求。(1)生產(chǎn)類業(yè)務(wù)如配電自動(dòng)化、精準(zhǔn)負(fù)荷控制等控制類業(yè)務(wù)歸屬于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，實(shí)時(shí)性較高(500ms-3s)，無線專網(wǎng)應(yīng)給予更高的QoS等級(jí)劃分;(2)管理類業(yè)務(wù)如用電信息采集類、工業(yè)負(fù)荷控制歸屬于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，實(shí)時(shí)性一般(分鐘級(jí)及以上)，無線專網(wǎng)QoS等級(jí)一般;(3)管理類業(yè)務(wù)如視頻監(jiān)控、移動(dòng)作業(yè)、巡檢機(jī)器人等業(yè)務(wù)是語(yǔ)言、視頻、圖像及數(shù)據(jù)類等綜合的業(yè)務(wù)，體現(xiàn)在帶寬需求上，同時(shí)也要提供一定的QoS保障。

　　1.2業(yè)務(wù)場(chǎng)景分布

　　城市場(chǎng)景相對(duì)農(nóng)村郊區(qū)，覆蓋較難。重點(diǎn)分析城市區(qū)域業(yè)務(wù)場(chǎng)景分布[3]。

　　(1)居民住宅區(qū)。主要業(yè)務(wù)為居民用電信息采集，兼顧配電自動(dòng)化、充電樁、臺(tái)變檢測(cè)、配電房巡檢機(jī)器人及智能家居業(yè)務(wù)。已配電房、環(huán)網(wǎng)柜及桿變等形式分布在小區(qū)樓宇間，部分業(yè)務(wù)站點(diǎn)分布在地下等區(qū)域，屬于樓宇密集、高遮擋區(qū)域。

　　(2)工業(yè)區(qū)。包含工業(yè)負(fù)荷控制、精準(zhǔn)負(fù)荷控制、配電自動(dòng)化等業(yè)務(wù)。主要以配電房形式分布在廠房周邊，屬于較開闊，無遮擋區(qū)域。

　　(3)變電站/所及配套線路。屬于電力生產(chǎn)輸變電環(huán)節(jié)。涉及輸變電狀態(tài)檢測(cè)、變電站巡檢機(jī)器人、變電站動(dòng)環(huán)監(jiān)控等業(yè)務(wù)。在變電站/所建筑內(nèi)部及配套傳輸線路上。

　　2電力無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃

　　2.1邊緣信號(hào)強(qiáng)度

　　以往無線專網(wǎng)建設(shè)以網(wǎng)絡(luò)邊緣速率為參考依據(jù)[6-9]，實(shí)踐證明，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃仿真階段，邊緣速率往往僅體現(xiàn)在主干道路、居民小區(qū)邊緣等室外場(chǎng)景。當(dāng)前制定網(wǎng)絡(luò)邊緣速率過低，僅能支持基本數(shù)據(jù)及語(yǔ)音傳輸。為滿足后續(xù)新增大帶寬及實(shí)時(shí)要求，需進(jìn)行局部補(bǔ)盲增強(qiáng)。對(duì)于分布在室內(nèi)、有遮擋室外業(yè)務(wù)站點(diǎn)區(qū)域，無線覆蓋也將受到一定衰減。依據(jù)上述典型業(yè)務(wù)站點(diǎn)分布場(chǎng)景，無線信號(hào)進(jìn)入室內(nèi)典型衰減在3-18dB，為確保室內(nèi)無線專網(wǎng)邊緣速率達(dá)-128bits，在規(guī)劃仿真時(shí)，室外邊緣RSRP值建議預(yù)留10dB冗余。部分室內(nèi)衰減較大的場(chǎng)景建議通過信號(hào)延伸方案解決。

　　2.2單扇區(qū)覆蓋業(yè)務(wù)數(shù)量

　　綜合考慮業(yè)務(wù)帶寬、及給予該業(yè)務(wù)的無線資源進(jìn)行規(guī)劃。1800MHzTD-LTE為適配上述業(yè)務(wù)，需跟據(jù)各類電力業(yè)務(wù)站點(diǎn)分布，進(jìn)行流量斷層統(tǒng)計(jì)，以往流量斷層往往以基站為單位�，F(xiàn)場(chǎng)存在部分小區(qū)站點(diǎn)稀疏，部分小區(qū)站點(diǎn)密集的情況，以基站為斷層流量統(tǒng)計(jì)方法存在局限性。建議在以小區(qū)為流量斷層統(tǒng)計(jì)基準(zhǔn)單位。以1800MHz技術(shù)制式的5MHz帶寬為例，按照業(yè)務(wù)隔離要求，對(duì)無線專網(wǎng)進(jìn)行物理資源分配。將5M資源安裝1：1：3的資源配比(可根據(jù)業(yè)務(wù)實(shí)際需求進(jìn)行分配)分配給控制類業(yè)務(wù)1如精準(zhǔn)負(fù)荷控制、控制類業(yè)務(wù)2如配電自動(dòng)化“三遙”及管理信息類業(yè)務(wù)。

　　在獨(dú)占頻段下參考無線專網(wǎng)承載能力表進(jìn)行規(guī)劃，并考慮一點(diǎn)預(yù)量，在共享無線資源下掛業(yè)務(wù)需統(tǒng)籌考慮。基站回傳網(wǎng)段需考慮基站所帶多個(gè)小區(qū)的無線網(wǎng)絡(luò)側(cè)流量統(tǒng)計(jì)�？傮w規(guī)劃需綜合考慮業(yè)務(wù)類型、業(yè)務(wù)中的分布等情況，有差異化的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋，做到較大比例的完成覆蓋，必要時(shí)規(guī)劃預(yù)留部分補(bǔ)盲站點(diǎn)，作為新增業(yè)務(wù)覆蓋基站。

　　3電力無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

　　網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的目標(biāo)包括：無線專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化、業(yè)務(wù)承載容量?jī)?yōu)化及網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量?jī)?yōu)化。即體現(xiàn)在覆蓋半徑、邊緣速率、電力業(yè)務(wù)承載容量及網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性、可靠性等。針對(duì)電力系統(tǒng)無線專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化主要手段為網(wǎng)絡(luò)路測(cè)、小區(qū)區(qū)測(cè)及單站測(cè)試[10]。網(wǎng)絡(luò)投運(yùn)運(yùn)維后，需要根據(jù)業(yè)務(wù)調(diào)整、干擾影響等同步進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)整等工作。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化伴隨網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及運(yùn)維的一項(xiàng)日常工作。

　　3.1網(wǎng)絡(luò)覆蓋測(cè)試

　　3.1.1網(wǎng)絡(luò)路測(cè)

　　在網(wǎng)絡(luò)建成后，該階段路測(cè)目標(biāo)是明確網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是否按照設(shè)計(jì)/規(guī)劃進(jìn)行建設(shè)，如小區(qū)PCI規(guī)劃是否正確，小區(qū)邊緣速率是否達(dá)到預(yù)期，同時(shí)通過SINR反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)建成時(shí)的干擾情況。同時(shí)需關(guān)注以下幾方面：(1)通信終端入網(wǎng)等工作流程是否正確，分配的IP、PLMN號(hào)等是否正確;(2)終端在線時(shí)長(zhǎng)是否滿足業(yè)務(wù)要求，終端在空閑態(tài)轉(zhuǎn)到激活態(tài)是否滿足業(yè)務(wù)時(shí)延要求;(3)移動(dòng)類終端在進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)小區(qū)切換時(shí)的切換成功率及業(yè)務(wù)是否中斷。

　　3.1.2單站測(cè)試

　　網(wǎng)絡(luò)路測(cè)完成整張網(wǎng)的覆蓋問題，單站測(cè)試重點(diǎn)體現(xiàn)在業(yè)務(wù)承載能力上，同時(shí)檢測(cè)單站各小區(qū)覆蓋范圍、上行速率等。(1)對(duì)單站進(jìn)行覆蓋。單站各小區(qū)覆蓋范圍、上行速率相應(yīng)小區(qū)干擾等;(2)通過PING包時(shí)延、FTP上下行吞吐量及并發(fā)業(yè)務(wù)承載等驗(yàn)證對(duì)業(yè)務(wù)支撐能力;(3)根據(jù)小區(qū)資源配比，進(jìn)行壓力測(cè)試，驗(yàn)證是否按預(yù)期規(guī)劃設(shè)定配置網(wǎng)絡(luò)。

　　3.1.3小區(qū)區(qū)測(cè)

　　對(duì)居民住宅等區(qū)域，建議在干道路測(cè)基礎(chǔ)上深入進(jìn)行小區(qū)區(qū)測(cè)。小區(qū)區(qū)測(cè)能深入到業(yè)務(wù)站點(diǎn)分區(qū)域，避免因環(huán)境因素導(dǎo)致的無線覆蓋問題。

　　3.2干擾排查

　　1785-1805MHz頻段時(shí)分雙工(TDD)方式無線接入系統(tǒng)目前劃分為電力、能源及軌道交通等行業(yè)應(yīng)用，為行業(yè)專網(wǎng)應(yīng)用。在緊臨邊緣頻段如GSM900/1800系統(tǒng)將1800MHz4GTD-LTE電力無線專網(wǎng)構(gòu)成雜散干擾。對(duì)于1800M4GTD-LTE電力無線專網(wǎng)存在干擾如下：(1)系統(tǒng)內(nèi)干擾：包括基站小區(qū)模3干擾、基站下掛終端對(duì)附近小區(qū)干擾;(2)系統(tǒng)外干擾：包括1800MHz系統(tǒng)外基站干擾、1800MHz上、下頻率對(duì)本系統(tǒng)干擾。

　　3.3干擾分析流程

　　無線頻譜資源是無線通信信道，無線通信干擾即無線頻譜被其他系統(tǒng)使用或干擾，一旦電力無線專網(wǎng)頻譜受到干擾，則會(huì)對(duì)電力生產(chǎn)造成較大的負(fù)面影響。在電力專網(wǎng)建設(shè)前，應(yīng)對(duì)該區(qū)域的無線環(huán)境進(jìn)行掃頻測(cè)試，并到無委會(huì)進(jìn)行報(bào)備;在后續(xù)應(yīng)用中檢測(cè)到干擾后，需對(duì)干擾小區(qū)進(jìn)行干擾分析。

　　在無線專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)階段，需在基站側(cè)建立性能監(jiān)測(cè)任務(wù)，收集基站上行干擾數(shù)據(jù)，時(shí)長(zhǎng)72小時(shí)。借鑒公網(wǎng)運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)，可設(shè)定以下標(biāo)準(zhǔn)：(1)高于-120dbm即可判定為存在干擾;(2)高于-110dbm認(rèn)為干擾使各項(xiàng)指標(biāo)開始惡化;(3)高于-105dbm認(rèn)為干擾比較嚴(yán)重。當(dāng)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)干擾達(dá)到上述指標(biāo)后，需對(duì)干擾進(jìn)行處理。

　　3.4干擾優(yōu)化整治

　　3.4.1阻塞干擾整治方法

　　(1)在受干擾基站上安裝相應(yīng)頻段的濾波器;(2)增加系統(tǒng)間的物理隔離度，比如升高干擾源基站或受干擾基站的天線高度，使其從水平隔離變?yōu)榇怪备綦x;(3)將受干擾的RRU更換為抗阻塞能力更強(qiáng)的RRU。

　　3.4.2互調(diào)干擾整治方法

　　(1)將干擾源基站天線與受干擾基站天線由水平隔離改造為垂直隔離，其隔離度一般能提升10dB以上;(2)干擾源基站和被干擾基站天線在水平距離達(dá)到2米以上，或本就是垂直隔離的情況下，可將干擾源基站天線更換為二階互調(diào)抑制度更高的天線。

　　3.4.3雜散干擾整治方法

　　(1)通過增大基站天線與干擾源基站天線的系統(tǒng)間的隔離度，以達(dá)到降低干擾的目的，一般可以將水平隔離改為垂直隔離;(2)通過在干擾源基站加裝帶通濾波器來降低雜散干擾。

　　3.4.4LTE網(wǎng)內(nèi)干擾整治方法

　　(1)降低天線掛高;(2)增加天線下傾角，下傾角的調(diào)整可根據(jù)目前天線的下傾角、天線掛高、受干擾強(qiáng)度和干擾次數(shù)進(jìn)行綜合分析。230MHz無線專網(wǎng)干擾整治可參考1800MHz技術(shù)制式，其干擾源可能來自230MHz數(shù)傳電臺(tái)等。

　　4結(jié)論

　　本文就業(yè)務(wù)需求、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及后續(xù)網(wǎng)優(yōu)等流程進(jìn)行了分析，其中解決業(yè)務(wù)需求是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的最終目標(biāo)，圍繞這個(gè)目標(biāo)需結(jié)合業(yè)務(wù)類型、業(yè)務(wù)分布、業(yè)務(wù)終端建筑等特點(diǎn)，再考慮一定網(wǎng)絡(luò)冗余度的情況下進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)后及網(wǎng)絡(luò)使用中的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是保障無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用可靠性的必要工作，貫穿整個(gè)無線專網(wǎng)生命周期，需實(shí)時(shí)根據(jù)業(yè)務(wù)變化、周邊建筑變化及干擾等因素進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)整。

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