[發(fā)明專利]一種適用于電力無線專網(wǎng)寬帶化的解決方法

在審

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• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104270767A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王世文;李慧;袁偉;贠超;鄭敏;趙宇;金圣峣;楊燚
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)河南省電力公司信息通信公司;中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所
• 主分類號: H04W16/10
• 分類號: H04W16/10;H04W24/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種適用于電力無線專網(wǎng)寬帶化的解決方法。?

背景技術(shù)

目前電力無線專網(wǎng)的頻譜利用率還遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)有無線通信系統(tǒng)，亟需改進(jìn)。為了提高電力無線專網(wǎng)的頻譜利用率、吞吐量等多項(xiàng)指標(biāo)，建設(shè)新型技術(shù)體制的電力無線專網(wǎng)，本專利提出將FDD‐LTE技術(shù)體制應(yīng)用于電力無線專網(wǎng)中，但需滿足FDD‐LTE最小帶寬1.4MHz的需求。然而，230MHz頻段內(nèi)很難找到如此大的帶寬，另外，針對分布在其頻段內(nèi)的上述諸多離散頻點(diǎn)，本專利提出一種將離散頻段自適應(yīng)融合利用的方法，從而解決電力無線專網(wǎng)的寬帶化問題，改進(jìn)系統(tǒng)性能。?

國家電網(wǎng)公司“十二五”規(guī)劃中明確指出：在加快部署智能化業(yè)務(wù)的同時(shí)，進(jìn)一步加強(qiáng)終端通信接入網(wǎng)建設(shè)，提高專網(wǎng)覆蓋比例，將通信覆蓋向低壓側(cè)業(yè)務(wù)終端延伸。?

目前，從采用的通信方式來看，終端通信接入網(wǎng)采用了光纖、載波、無線等多種通信方式混合組網(wǎng)，其中光纖專網(wǎng)占8.58％，中壓電力線載波占12.78％，無線公網(wǎng)(GPRS/CDMA)占72.03％，無線專網(wǎng)占6.61％。隨著城鎮(zhèn)化的深入，終端通信接入網(wǎng)進(jìn)一步向廣袤的縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)及農(nóng)村延伸，光纖受地域、成本等因素的限制，已越來越難以敷設(shè)；電力線載波調(diào)試復(fù)雜、通信穩(wěn)定性難以滿足需求；無線公網(wǎng)不屬于電力系統(tǒng)專有網(wǎng)絡(luò)，安全性、服務(wù)質(zhì)量均難以滿足業(yè)務(wù)需求。因此，無線專網(wǎng)存在著較大的應(yīng)用空間。?

從承載的業(yè)務(wù)來看，終端通信接入網(wǎng)主要承載用電信息采集、配電自動化、輸電線路狀態(tài)監(jiān)測、配變視頻監(jiān)控、智能用電服務(wù)等窄帶、寬帶業(yè)務(wù)。長期以來電力無線專網(wǎng)缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃與建設(shè)，呈現(xiàn)了230M數(shù)傳電臺、Mobitex、MicWill、ZigBee/WiFi等多種技術(shù)體制并行的建設(shè)模式，沒有考慮業(yè)務(wù)系統(tǒng)的帶寬靈活性、頻點(diǎn)合法性、信息安全、網(wǎng)絡(luò)管理等具體需求，均無法得到推廣應(yīng)用。因此亟需建設(shè)采用新型技術(shù)體制的電力無線專網(wǎng)，在電力系統(tǒng)合法頻點(diǎn)?內(nèi)滿足不同的業(yè)務(wù)需求，在終端通信接入網(wǎng)建設(shè)中占據(jù)重要的一席之地。?

電力無線專網(wǎng)基于國家無線電管理委員會分配的230MHz專用頻段進(jìn)行通信，無需申請使用，其頻點(diǎn)離散分布在223MHz至235MHz總共12MHz帶寬內(nèi)，共40個(gè)頻點(diǎn)；每個(gè)頻點(diǎn)帶寬25KHz，共1MHz帶寬。此外該頻段范圍內(nèi)還有360個(gè)頻點(diǎn)(共9MHz帶寬)由各地市無線電管理處審批，需要申請使用。該頻段使用情況如圖1，由圖可知，該頻段占用度為6.38％，因此，本專利提出一種將離散頻段自適應(yīng)融合利用的方法，將上述230MHz頻段內(nèi)諸多頻點(diǎn)進(jìn)行自適應(yīng)融合和利用，提高頻譜利用率。?

目前，電力無線專網(wǎng)在使用230MHz頻段無線資源時(shí)，普遍采用數(shù)傳電臺作為通信終端，通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。啟動站采用雙頻、全雙工數(shù)傳電臺，從動站采用雙頻、半雙工數(shù)傳電臺，其上行頻率為f1，下行頻率為f0，上下行頻率間隔f0‐f1＝7MHz。?

數(shù)傳電臺通信系統(tǒng)對頻段資源利用率不高，通信時(shí)主要存在以下問題：?

1)數(shù)傳電臺之間各自分立，缺乏統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理，沒有無線信號的同步，因此必須增加空閑時(shí)間作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋Ｗo(hù)間隔，導(dǎo)致信道的利用率被降低，通信過程出現(xiàn)對資源的浪費(fèi)；?

2)數(shù)傳電臺采用的調(diào)制方式相對落后，使得數(shù)據(jù)率降低，頻譜利用率僅為0.048‐0.384bit/s/hz，而目前其它無線系統(tǒng)的頻譜利用率為1.35‐3bit/s/hz。由此可見電力企業(yè)對無線資源的利用只是電信行業(yè)的10％左右，因此迫切需要改進(jìn)調(diào)制方式以提高頻譜的利用率。?

3)數(shù)傳電臺通信系統(tǒng)采用輪詢的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，交換時(shí)獨(dú)占電路，降低了網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的靈活性和傳輸效率，使得緊急數(shù)據(jù)無法及時(shí)上傳。?

4)數(shù)傳電臺采用無協(xié)議的透明傳輸模式，無糾錯(cuò)能力和加密功能，糾錯(cuò)和加密功能也只能在TRU或中心站計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，使得傳輸延時(shí)非常大，影響了系統(tǒng)的吞吐量。?

5)數(shù)傳電臺通信系統(tǒng)對230MHz頻率使用不恰當(dāng)，造成一方面頻率資源緊缺，一方面頻率使用浪費(fèi)的局面。?

發(fā)明內(nèi)容

針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種適用?于電力無線專網(wǎng)寬帶化的解決方法，解決了電力無線專網(wǎng)頻譜資源利用率較低，吞吐量、傳輸速率等性能較弱的問題，其利用優(yōu)化的頻譜感知技術(shù)對可用頻譜進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和感知，通過將多個(gè)離散的窄帶頻譜進(jìn)行自適應(yīng)融合，形成1.4MHz的帶寬，從而將FDD‐LTE應(yīng)用于電力無線專網(wǎng)。?