一種電力無線專網中的站址選擇方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電力無線專網中的站址選擇方法，屬于電力信息通信技術領域。
【背景技術】
[0002]在智能電網中的配用電環節，有配電網開關站、配電室、環網柜、柱上開關、配電變壓器、分布式能源站點、電動汽車充電站、配電線路、用戶小區集中器等多種中低壓配用電設施。這些設施的“三遙”、集抄、遠程抄表、視頻監控、語音調度等業務將源源不斷地產生各種不同類型的信息數據。為了實現配電自動化與用電信息采集，需要將這些信息數據及時、準確、安全地傳輸至主站。
[0003]為了實現該類電力信息通信需求，根據實際情況的不同，可以考慮采用鋪設通信光纜、載波通信、利用無線公網、建設無線專網等不同方法。這些技術方法各自具有不同的特點與優缺點。其中，建設無線專網具有覆蓋面廣、施工難度相對較低、實施周期相對較短、組網靈活等優勢，已成為實現配用電通信的重要技術手段。
[0004]如圖1所示，為電力無線專網的架構，在電力無線專網中，主要有遠端射頻單元(RRU)與基帶單元(BBU)兩類設備需要被安置，其中遠端射頻單元被安置在目標覆蓋區域內，以保障目標區域的無線信號覆蓋與業務數據承載；而基帶單元則通常被安置在中心機房中。這兩類設備通常通過光纖相連，且一個基帶單元通常可以支持多個遠端射頻單元。
[0005]如圖2所示，圖中示出的是電力無線專網中的遠端射頻單元選址問題的一個例子。在電力無線專網的覆蓋范圍101內，散布了若干配用電設備102，為了支持這些配用電設備的數據傳輸需求，需要在覆蓋范圍101內安置一些遠端射頻單元，由于受約束條件的限制，在專網覆蓋區域內可供選擇的遠端射頻單元放置候選地點通常是有限的，只能在由十字交叉103所指示的位置上進行安裝，那么如何選擇合適地點放置遠端射頻單元是一個重要的實際問題。
[0006]在選擇遠端射頻單元站址的過程中，通常有以下三類約束條件需要被考慮。首先，從需求的角度看，必須保證無線信號能夠覆蓋目標區域中的所有配電自動化與用電信息采集設施，并且能夠滿足這些設施所產生的電力信息數據對無線傳輸容量的需求。第二，從成本的角度看，由于無線設備的價格都比較昂貴，且維護需要投入人力，應該使得所需要安裝的遠端射頻單元的數目盡可能地少。第三，從候選地點的角度看，由于受無線信號質量、是否合適安裝、附近居民是否支持等條件的限制，在專網覆蓋區域內可供選擇的遠端射頻單元放置候選地點通常是有限的。
[0007]由于上述三類約束條件，使得電力無線專網中的遠端射頻單元選址是一個比較困難的問題，即難以通過手工嘗試的方法在短時間內尋找到各方面都比較合適的折中方案，尤其當電力無線專網的規模較大(即覆蓋范圍較大)的時候。因此，必須設計一種能夠系統解決電力無線專網中的遠端射頻單元選址問題的方法，能夠在短時間內自動找到合適的選址方案。
【發明內容】
[0008]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種電力無線專網中的站址選擇方法。
[0009]為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是:
[0010]一種電力無線專網中的站址選擇方法，包括以下步驟，
[0011]步驟一，通過實地勘察，在無線專網覆蓋區域內確定m個候選地址；
[0012]步驟二，將m個候選地址構建成候選地址集合A ；
[0013]步驟三，構建候選地址方案集合M，M中包括m個元素，每個元素為一個候選地址方案，并且每個元素均不相同，每個候選地址方案中包括η個候選地址，每個候選地址為A的子集；
[0014]步驟四，初始化Μ;
[0015]定義η = 1，即每個候選地址方案中包括I個候選地址；
[0016]步驟五，對M中的每個元素進行分枝操作；
[0017]所述分枝操作為，以候選地址方案中的每個候選地址為圓心，以R為半徑做圓，統計所有位于圓外的候選地址，將位于圓外的候選地址加入該候選地址方案中；
[0018]步驟六，對進行分枝操作后的所有候選地址方案中的候選地址進行重新劃分，劃分成m個新的候選地址方案集合，第i個新的候選地址方案集合用Mni表示；其中i < m，Mni中的所有元素共同包含在分枝操作中加入的第i個候選地址；
[0019]步驟七，對每個新的候選地址方案集合進行淘汰操作；
[0020]對Mni進行淘汰操作的具體過程如下:
[0021]Al)對每個元素中的所有候選地址進行分析，確定每個元素所對應的無線傳輸容量;
[0022]A2)對每個元素所對應的無線傳輸容量進行打分并排序；所打的分數為無線傳輸容量與傳輸速率要求的比值；
[0023]A3)將分數排在后面的Z個元素淘汰；其中Z為淘汰比例參數；
[0024]A4)剩余的元素構成新的候選地址方案集合Sni;
[0025]步驟八，構建集合Sn= {Snl，…，Sni…，S1J;
[0026]步驟九，判斷是否已經沒有位于圓外的候選地址了，如果是，則轉至步驟十，如果不是，則n = n+1，即M的每個元素中包括η個候選地址，轉至步驟五；
[0027]步驟十，構建集合S，S = {Sp…，SJ，根據判斷原則選擇集合S中最優的一個候選地址方案。
[0028]所述半徑R是根據無線電波傳播的實地環境條件給出的經驗取值。
[0029]所述排序為從高到低排序。
[0030]所述淘汰比例參數根據試探法確定。
[0031]所述判斷原則為，在能夠滿足所有配用電設施的通信需求的前提下，選擇需要遠端射頻單元數量最少的候選地址方案。
[0032]判斷滿足所有配用電設施的通信需求的原則為，候選地址方案的無線傳輸容量大于所有配用電設備的通信速率要求的和。
[0033]本發明所達到的有益效果:1、本發明所提出的站址選擇方法是在電力無線專網中為遠端射頻單元選擇建站地址的一種有效和可靠的方法，該方法將分枝與淘汰兩類操作結合起來，兼顧了操作的復雜度與方案的最優性，特別的，該方法引入了淘汰比例參數，可以用來調節方法的計算復雜度，在性能提高與減小復雜度之間實現優化；2、本發明針對電力無線專網的特點，即用戶設施的位置是靜止不動的，并且各類用戶設施產生業務數據流量的通信需求也是近似固定不變的，從而有助于簡化迭代過程中分枝與淘汰操作的計算復雜度；3、本發明考慮了電力無線專網中遠端射頻單元安置地點受限這一實際情況，從而適合在實際系統中使用。
【附圖說明】
[0034]圖1為電力無線專網構成示意圖。
[0035]圖2為電力無線專網中的遠端射頻單元選址問題示意圖。
[0036]圖3為本發明的流程圖。
【具體實施方式】
[0037]下面結合附圖對本發明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。
[0038]如圖3所示，一種電力無線專網中的站址選擇方法，包括以下步驟:
[0039]步驟一，通過實地勘察，在無線專網覆蓋區域內確定m個候選地址。
[0040]步驟二，將m個候選地址構建成候選地址集合A。
[0041]步驟三，構建候選地址方案集合M，M中包括m