基于TD-LTE的智能配電網(wǎng)終端通信技術(shù)研究

李寧寧

（中鐵十一局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司，武漢430074）

1 TD-LTE技術(shù)相關(guān)概述

所謂TD-LTE技術(shù)，屬于一種新型的移動(dòng)通信技術(shù)，不僅呈現(xiàn)出較低延時(shí)和較高的數(shù)據(jù)傳遞效率等特點(diǎn)，而且擁有100 Mbit/s的高效峰值數(shù)據(jù)信息的下載功能。實(shí)際上，TD-LTE技術(shù)是基于LTE技術(shù)演變發(fā)展而來(lái)，可看作擁有不對(duì)稱頻率相應(yīng)時(shí)分雙工形式的LTE技術(shù)，屬于國(guó)內(nèi)重要的知識(shí)產(chǎn)權(quán)之一，同時(shí)也為全新的改進(jìn)技術(shù)類型，仍然運(yùn)用的是TD-SCDMA的相應(yīng)幀架構(gòu)。

與從前的通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，從物理層傳送技術(shù)的角度來(lái)看，TD-LTE技術(shù)獲得了很大的優(yōu)化，其中包含了眾多新興的關(guān)鍵技術(shù)類型，比如：其中涵蓋了多天線的技術(shù)、混合自動(dòng)化重傳技術(shù)以及多地址接入的技術(shù)等等。具體而言：

第一，TD-LTE主要運(yùn)用了TDD技術(shù)。處于TDD技術(shù)應(yīng)用狀態(tài)之下，針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)信息接收和傳送環(huán)節(jié)，均屬于處于相同載波條件之下的相應(yīng)時(shí)隙，為了科學(xué)劃分，采取調(diào)整有關(guān)信息至不同的時(shí)間段進(jìn)行發(fā)送的方式，達(dá)到既定的目的，保證有限頻譜資源的科學(xué)運(yùn)用。

第二，TD-LTE技術(shù)在應(yīng)用的過程中還涉及到正交頻分復(fù)利用的相關(guān)編碼技術(shù)，從而達(dá)到合理解決頻率出現(xiàn)的選擇性衰落或者窄帶影響的問題，使單位頻譜相應(yīng)傳送效率獲得進(jìn)一步提升。而關(guān)于正交頻分復(fù)利用的相關(guān)編碼技術(shù)則針對(duì)的為通過對(duì)頻段范圍中分配的信道進(jìn)行不同的正交子信道合理劃分，并且將載波科學(xué)運(yùn)用到各個(gè)子信道當(dāng)中，依靠其完成相應(yīng)的傳輸任務(wù)，對(duì)來(lái)自信號(hào)波形方面的干擾影響予以消除處理[1]。

第三，對(duì)于多輸入輸出技術(shù)來(lái)說，主要針對(duì)的為通過運(yùn)用多發(fā)射與接收天線空間分集處理的方式所形成的技術(shù)類型。其中涉及到分立式多天線技術(shù)，對(duì)通信鏈路加以科學(xué)分解處理，形成不同且并行的子信道，以達(dá)到使容量得以提升的目的。

當(dāng)然，對(duì)于TD-LTE技術(shù)而言，其中也涵蓋了更多的先進(jìn)技術(shù)類型，比如：常見的載波聚合技術(shù)、自適應(yīng)型重傳技術(shù)以及自適應(yīng)改進(jìn)和編碼技術(shù)等等，以便達(dá)到寬帶數(shù)據(jù)信息的高效傳送的效果。

2 基于TD-LTE智能配電網(wǎng)終端通信技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用

2.1 集成類型的配電網(wǎng)終端說明

根據(jù)當(dāng)前智能配電網(wǎng)的發(fā)展情況來(lái)看，兼具多種功能與支持作用的通信模式、相關(guān)功能模塊的設(shè)計(jì)與優(yōu)化顯得尤為關(guān)鍵，比如：插件型的一體智能化配電終端便可以發(fā)揮出FTU與DTU方面的作用，并且擁有不同類型的通信形式，在電能質(zhì)量的管控、電量信息數(shù)據(jù)的收集與整合以及維護(hù)與監(jiān)測(cè)分布式電源裝置等方面均發(fā)揮出重要的效果。關(guān)于集成型配電終端的總體結(jié)構(gòu)體系見下圖1。

圖1 集成型配電終端的總體結(jié)構(gòu)體系

此設(shè)計(jì)應(yīng)用過程當(dāng)中，運(yùn)用到的主要功能模塊以雙CPU架構(gòu)方式為主，從而確保其擁有高效的綜合信息處理水平，在通信功能模塊的設(shè)置方面，采用不同的通信串口與RJ-44的端口，不僅具備不同類型通信協(xié)議與眾多通信鏈路的支持功能，而且在相關(guān)程序的上傳與下載處理以及數(shù)據(jù)信息的搜集和傳送方面均表現(xiàn)出良好的成效。同時(shí)擁有以太網(wǎng)接口，并且包含了光纜、GPRS以及GSM等相應(yīng)的通信設(shè)施[2]。

2.2 TD-LTE和智能配電網(wǎng)相融合的應(yīng)用案例

實(shí)際上，受配電網(wǎng)智能化建設(shè)進(jìn)程加快的影響，并以滿足相關(guān)業(yè)務(wù)發(fā)展需求為目的，要求配電網(wǎng)擁有遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)信息搜集與監(jiān)控以及配電網(wǎng)的無(wú)線通信等功能，利用TD-LTE技術(shù)，依靠其作用，能夠在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮出良好效果。

對(duì)于TD-LTE技術(shù)而言，能夠被應(yīng)用到不同類型的頻段范圍內(nèi)，例如：1 448-1466MHz、224-234 MHz等等，通過以TD-LTE技術(shù)為基礎(chǔ)，研發(fā)出采用TD-LTE230技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使其在智能配電網(wǎng)構(gòu)建時(shí)能夠發(fā)揮出重要的作用。例如：上海昌邑電力有限公司構(gòu)建無(wú)線寬帶通信系統(tǒng)的同時(shí)，對(duì)所采用的TD-LTE230系統(tǒng)進(jìn)行了電網(wǎng)運(yùn)行的測(cè)試與分析，具體的傳送速率見下圖2。

圖2 具體的傳送速率

從上圖2中看出，處于各個(gè)調(diào)制模式情況下，此技術(shù)在配電網(wǎng)應(yīng)用過程中相關(guān)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)耐掏铝烤唧w測(cè)定結(jié)果情況，依靠較高的數(shù)據(jù)傳送效率，使配電網(wǎng)相關(guān)業(yè)務(wù)的開展需要獲得一定的滿足。

由于此頻段存在相應(yīng)的離散特征，通過運(yùn)用頻譜感知與載波聚合等有關(guān)技術(shù)，可以確保寬帶數(shù)據(jù)信息的有效傳遞，和智能配電網(wǎng)的運(yùn)行發(fā)展需要相匹配。由于引入了有關(guān)調(diào)制技術(shù)，對(duì)于傳輸?shù)沫h(huán)節(jié)來(lái)說，相較于傳統(tǒng)的2G、3G技術(shù)來(lái)說，單位頻譜相應(yīng)的傳遞效率獲得極大提升，具體的頻譜效率情況見下圖3。

圖3 具體的頻譜效率情況

與從前的無(wú)線技術(shù)進(jìn)行對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，TD-LTE技術(shù)應(yīng)用過程中的性能獲得很大提高。處于20 MHz的帶寬情況下，其峰值的速率上行為60 Mbit/s，相應(yīng)的下行速率則為120Mbit/s。不過當(dāng)TD-LTE技術(shù)得以不斷進(jìn)步的過程中，相關(guān)電力用戶數(shù)量也驟增，形成更嚴(yán)重的信息安全缺陷。

論文首先概述了TD-LTE的相關(guān)技術(shù)，然后對(duì)基于TDLTE智能配電網(wǎng)終端通信技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用情況加以有效說明，并從下述兩方面予以入手實(shí)施：集成類型的配電網(wǎng)終端說明、TD-LTE和智能配電網(wǎng)相融合的應(yīng)用案例。望此次研究的內(nèi)容和結(jié)果，能夠得到有關(guān)人員的關(guān)注與重視，同時(shí)從中可以獲取一定的借鑒和幫助，以便推動(dòng)我國(guó)智能配電網(wǎng)終端通信技術(shù)的不斷進(jìn)步。