一種靜態需求下的電力LTE230網絡頻率分配及干擾協調方法與流程

本發明涉及電力系統通信技術領域，尤其涉及一種靜態需求下的電力lte230網絡頻率分配及干擾協調方法。

背景技術：

智能電網是當今世界電力控制系統的發展方向與趨勢，在配用電無線通信方面，我國主要采用公網通信，存在組網能力弱、實時性差、數據的安全性較差等缺點，隨著建設智能電網時代的到來，建設電力無線專網符合電力系統的發展方向。無線通信技術中，我國擁有td-lte技術體系的知識產權，可以滿足電力系統當前及未來一定時期的業務發展需求，未來還可以向5g演進，極具發展潛力。

中國專利公告號cn105871068a，公開日2016年8月17日，公開了一種基于業務隔離的電力lte網絡頻率分配及干擾協調方法，包括：基站利用與終端之間的上行信道傳遞的信息，測量鏈路信噪比并獲取業務速率需求信息；統計不同業務大區的總業務速率需求，并計算不同業務大區的業務占比；基站根據不同業務大區的業務占比和基站擁有的授權頻率集，按業務占比對授權頻率集進行比例分配，形成生產控制大區頻率子集和管理信息大區頻率子集；基站之間交互頻率子集分配信息，對頻率子集進行進一步調整；基站根據調整后的頻率集對覆蓋范圍內的業務終端進行頻率分配。此發明實現了不同業務大區的業務承載隔離，安全性更高，相對于頻率軟復用方法，邊緣用戶的頻率分配更為合理和靈活。但是，實際電力業務中配電自動化、用電信息采集等主要業務位置都是相對固定的，沒有必要進行實時動態的頻率分配，本發明基于230mhz頻段td-lte無線網絡設計了一種靜態需求下的電力lte230網絡頻率分配及干擾協調方法，這種方法可以滿足這種電力網絡靜態需求的頻率分配，通過電力網絡靜態需求圖來設計基站的位置，增加備用頻率池來滿足在極端情況下配電自動化業務的需求，減少副基站對主基站邊緣業務的干擾以實現干擾協調。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是滿足這種電力網絡的靜態需求，通過電力網絡靜態需求圖來設計基站的位置，增加備用頻率池來滿足在極端情況下配電自動化業務的需求，減少副基站對主基站邊緣業務的干擾以實現干擾協調，特別適用于電力通信系統。

本發明為解決上述問題所采用的技術方案是：一種靜態需求下的電力lte230網絡頻率分配及干擾協調方法，其特征在于：所述的頻率分配及干擾協調方法包括：

(1)通過分析規劃區域歷年公網中電力業務使用的數據，得到lte網絡規劃區域中電力網絡靜態需求圖，建立一個規劃區域的電力業務信息量模型；

(2)根據電力網絡靜態需求圖對基站進行規劃，并通過業務的優先級對無線頻率進行劃分，實現業務的物理隔離；

(3)基站間通過x2接口交互信息和協調工作，定義離邊緣業務最近的基站為主基站，主基站附近的基站為副基站，根據邊緣業務數據使用的周期性，通過調節副基站的發射功率，減少副基站對主基站邊緣業務的干擾。

首先通過歷年公網中電力業務數據建立規劃區域的電力業務信息量模型，然后根據電力網絡靜態需求圖來規劃基站的位置，根據業務優先級的不同對頻率資源進行劃分，使得電力專用頻率資源服務于配電自動化業務、用電信息采集業務和負荷控制業務，離散頻率資源服務于其他電力業務和社會責任業務。基站間通過x2接口交互信息并協調工作，通過調節副基站的發射功率實現對干擾的調節。邊緣業務數據的使用具有一定的周期性，在邊緣業務工作時，主基站與副基站相互協調，使得副基站的信號發射功率降低，從而使得功率調整后副基站信號覆蓋范圍降低到與主基站信號覆蓋范圍沒有重疊，繼而減少副基站對主基站邊緣業務的干擾。

作為優選，將無線頻率資源劃分為三個頻率池，配電自動化業務使用1號頻率池，用電信息采集、負荷控制業務使用2號頻率池，其它電力業務和社會責任業務使用3號頻率池。配電自動化業務、用電信息采集業務和負荷控制業務都是高優先級業務，在用電網絡中需要保證這些業務的安全性與穩定性，使得優質的頻率資源服務于這些高優先級業務會提高這些業務的服務質量，頻率池內的頻率共享也提高了頻率資源的利用率，避免了頻率資源的浪費。與此同時，頻率池的劃分形成了各業務間的物理隔離，增加了整個網絡的安全性。

作為優選，所述的電力業務信息量模型通過流量密度來表征，流量密度為供電區域內每平方千米的平均信息通信需求數值，建立電力網絡靜態需求圖。建立模型時，通過顏色的深淺表示流量密度的大小，這樣建立的電力網絡靜態需求圖可以形象并精確的反映業務靜態需求，為基站的選址工作做鋪墊。

作為優選，所述的頻率池中，1號和2號頻率池為電力專用頻率資源，接入安全級別最高，大小為1mhz，3號頻率池為離散頻率資源；所述的其它電力業務包括配電檢測業務、故障指示燈業務、應急通信業務、信通電力應用業務、分布式電源業務、充電樁業務和路燈控制業務。電力專用頻率資源是國家無線電管理委員會分配給電力行業的專用頻段，頻率資源受到的干擾小，最適合服務配電自動化業務、用電信息采集業務和負荷控制業務這些高優先級電力業務，離散頻率資源是需要額外申請的，這些頻段易受到干擾，但是可以滿足其它電力業務和社會責任業務的需求。

作為優選，所述的3號頻率池還包括備用頻率池，帶寬大小為0.5mhz，當頻率池1不足以滿足配電自動化業務需求時，配電自動化業務會從1號頻率池自動切換到備用頻率池上。這個增加的備用頻率池可以提高高優先級電力業務服務的穩定性及服務質量，即使在網絡極端擁擠的情況下，高優先級業務仍然可以正常工作。

作為優選，所述的副基站在發射功率降低時，覆蓋范圍自動降低，使得邊緣業務不在副基站的覆蓋范圍內，從而降低了副基站對邊緣業務的干擾。通過周期性降低副基站發射功率，可以簡單有效的降低副基站對邊緣業務的干擾。

作為優選，所述的電力網絡靜態需求圖，通過與電力系統大樓位置的對照，獲取規劃基站的最佳位置。電力網絡靜態需求圖方便了基站的規劃，只需使用電力網絡靜態需求圖與電力系統大樓位置作對比，就可以獲取基站的最佳建設位置，提高了基站規劃的精確度和效率。

作為優選，所述的邊緣業務為基站網絡覆蓋重疊區的業務，根據業務終端的位置信息來確定所述邊緣業務。邊緣業務可以通過基站網絡覆蓋重疊區來確定，其數據使用的周期性被作為副基站發射功率的調節周期。

作為優選，備用頻率池0.5mhz帶寬的大小是通過分析歷年公網電力數據獲得的，配電自動化業務、用電信息采集和負荷控制業務的總流量峰值需求為1.5mhz帶寬，電力專用頻率資源為1mhz帶寬，相減即獲得備用頻率池帶寬大小，可以在極端情況下滿足配電自動化業務需求。

作為優選，所述的電力網絡靜態需求圖，還包括遠景規劃，提高潛在業務承載能力。雖然電力系統的需求在某一段時間是靜態的，但是由于業務量會增加，需要遠景規劃來提高潛在業務的承載能力。

本發明的實質性效果是：本發明所述的一種靜態需求下的電力lte230網絡頻率分配及干擾協調方法可以滿足這種電力網絡的靜態需求，通過電力網絡靜態需求圖來設計基站的位置，增加備用頻率池來滿足在極端情況下配電自動化業務的需求，減少副基站對主基站邊緣業務的干擾以實現干擾協調，充分保證電力通信的需求。

附圖說明

圖1是本發明一種靜態需求下的電力lte230網絡頻率分配及干擾協調方法的頻率池劃分示意圖；

圖2是本發明一種靜態需求下的電力lte230網絡頻率分配及干擾協調方法的邊緣業務干擾協調示意圖。

具體實施方式

下面通過具體實施例，并結合附圖，對本發明的具體實施方式作進一步具體說明。

實施例：

一種靜態需求下的電力lte230網絡頻率分配及干擾協調方法的頻率池劃分示意圖（參見附圖1），包括主基站1、副基站2、邊緣業務3、功率調整前副基站信號覆蓋范圍4、功率調整后副基站信號覆蓋范圍5，一種靜態需求下的電力lte230網絡頻率分配及干擾協調方法的邊緣業務3干擾協調示意圖（參見附圖2），包括1號頻率池6、2號頻率池7、3號頻率池8、備用頻率池9、電力專用頻率資源10、離散頻率資源11。

一種靜態需求下的電力lte230網絡頻率分配及干擾協調方法，首先通過歷年公網中電力業務數據建立規劃區域的電力業務信息量模型，然后根據電力網絡靜態需求圖來規劃基站的位置，根據業務優先級的不同對頻率資源進行劃分，其中電力自動化業務優先級最高，用電信息采集業務和負荷控制業務優先級其次，其它業務和社會責任業務優先級最低，使得電力專用頻率資源10服務于配電自動化業務、用電信息采集業務和負荷控制業務，離散頻率資源11服務于其他電力業務和社會責任業務。基站間通過x2接口交互信息并協調工作，通過調節副基站2的發射功率減小副基站2對邊緣業務3的干擾。邊緣業務3可以通過基站網絡覆蓋重疊區來確定，其數據使用的周期性被作為副基站2發射功率的調節周期。邊緣業務3數據的使用具有一定的周期性，這個周期性是在確定邊緣業務3后分析公網中電力數據得到的。如圖1所示，陰影區域為邊緣業務3，距離邊緣業務3最近的基站為主基站1，邊緣業務3附近除去主基站1的其它基站為副基站2。當邊緣業務3周期性工作時，主基站1與副基站2相互協調，使得副基站2的信號發射功率降低。功率調整前副基站信號覆蓋范圍4與主基站信號覆蓋范圍重疊，邊緣業務3干擾增加，功率調整后副基站信號覆蓋范圍5降低到與主基站1信號覆蓋范圍沒有重疊，從而減少副基站2對主基站1邊緣業務3的干擾。通過周期性降低副基站2發射功率，可以簡單有效的降低副基站2對邊緣業務3的干擾。

將無線頻率資源劃分為三個頻率池，配電自動化業務使用1號頻率池6，用電信息采集、負荷控制業務使用2號頻率池7，其它電力業務和社會責任業務使用3號頻率池8。配電自動化業務、用電信息采集業務和負荷控制業務都是較高優先級業務，在用電網絡中需要首先保證這些業務的安全性與穩定性，使得優質的頻率資源服務于這些高優先級業務會提高這些業務的服務質量，頻率池內的頻率共享也會提高頻率資源的利用率，避免了頻率資源的浪費。與此同時，頻率池的劃分形成了各業務間的物理隔離，增加了整個網絡的安全性，同時使用祖沖之（zuc）加密方式對配電自動化數據進行加密。

所述的電力業務信息量模型通過流量密度來表征，流量密度為供電區域內每平方千米的平均信息通信需求數值，流量密度等于供電區域內總的數據流量除以供電區域面積，使用流量密度圖建立電力網絡靜態需求圖。建立模型時，通過顏色的深淺表示流量密度的大小，使用紅橙藍綠四種顏色，四種顏色代表四個需求水平，紅色代表最高，橙色藍色其次，綠色最低，同一種顏色中用深淺表示流量密度大小，這樣建立的電力網絡靜態需求圖可以生動形象并精確的反映業務靜態需求，為基站的選址工作做鋪墊。電力網絡靜態需求圖方便了基站的規劃，只需使用電力網絡靜態需求圖與電力系統大樓位置作對比，就可以獲取基站的最佳建設位置，優先選擇電力系統大樓作為基站，選擇基站時應該避開高壓站以避免干擾，對于規劃區域內缺失的基站可以租賃鐵塔公司的資源，這種基站規劃的方法提高了基站規劃的精確度、效率和成本。

所述的頻率池中，1號頻率池6和2號頻率池7為電力專用頻率資源10，接入安全級別最高，大小為1mhz，3號頻率池8為離散頻率資源11，大小為3.5mhz；所述的其它電力業務包括配電檢測業務、故障指示燈業務、應急通信業務、信通電力應用業務、分布式電源業務、充電樁業務和路燈控制業務。電力專用頻率資源10是國家無線電管理委員會分配給電力行業的專用頻段，頻率資源受到的干擾小，最適合服務配電自動化業務、用電信息采集業務和負荷控制業務這些高優先級電力業務，考慮實際頻率分配為25khz的粒度，一共有40個頻點。離散頻率資源11是需要額外申請的，這些頻段易受到干擾，但是可以滿足其它電力業務和社會責任業務的需求，同時考慮到業務量會增加，需要遠景規劃來提高潛在業務的承載能力，需要增加100個離散頻點資源，即新增3.5mhz頻譜資源。

所述的3號頻率池8還包括備用頻率池9，帶寬大小為0.5mhz，備用頻率池9大小為0.5mhz帶寬，這是通過分析歷年公網電力數據獲得的，配電自動化業務、用電信息采集和負荷控制業務的總流量峰值需求為1.5mhz帶寬，電力專用頻率資源10為1mhz帶寬，相減即獲得備用頻率池9帶寬大小，可以在極端情況下滿足配電自動化業務需求。當1號頻率池6不足以滿足配電自動化業務需求時，配電自動化業務會從1號頻率池6自動切換到備用頻率池9上。這個增加的備用頻率池9可以提高高優先級電力業務服務的穩定性和服務質量，即使在網絡極端擁擠的情況下，高優先級業務仍然可以正常工作。

以上所述的實施例只是本發明的一種較佳的方案，并非對本發明作任何形式上的限制，在不超出權利要求所記載的技術方案的前提下還有其它的變體及改型。