基于智能電網(wǎng)應(yīng)用的5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃研究

羅旋

摘 要：5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)作為一種泛在化、智能化以及綠色節(jié)能的網(wǎng)絡(luò)形式，可以充分滿足當(dāng)前超高流量密度以及超高數(shù)據(jù)連接密度的資源使用需求，為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展提供有效支持。在電力企業(yè)發(fā)展中，為了更好地順應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的發(fā)展需求，實(shí)現(xiàn)智能化電網(wǎng)設(shè)計(jì)，應(yīng)充分把握5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)與智能電網(wǎng)建設(shè)的融合機(jī)遇，通過(guò)系統(tǒng)的創(chuàng)新以及資源的靈活運(yùn)用，從而充分滿足電力企業(yè)的智能化發(fā)展需求。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò);規(guī)劃研究

0引言

由于當(dāng)前的時(shí)代和社會(huì)發(fā)展，5G通信技術(shù)已經(jīng)充分的走入人們的視野，并融入在人們?nèi)粘Ｉ钪械母鱾€(gè)角落里，不僅為人們提供諸多的生活上的便利服務(wù)，同時(shí)又為互聯(lián)網(wǎng)簽技術(shù)貼上了“中國(guó)式”的標(biāo)簽。這不僅是作為一次通信技術(shù)上的飛躍，也是作為我國(guó)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)象征。

1、5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃流程

5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃主要包括規(guī)劃準(zhǔn)備階段、預(yù)規(guī)劃階段、詳細(xì)規(guī)劃階段3個(gè)階段。（1）規(guī)劃準(zhǔn)備階段主要有網(wǎng)絡(luò)需求分析和數(shù)據(jù)收集。本階段需要明確覆蓋、容量、質(zhì)量等建設(shè)目標(biāo)，同時(shí)還需要收集用戶分布狀況、地理信息數(shù)據(jù)，作為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作開(kāi)展的基礎(chǔ)。（2）預(yù)規(guī)劃階段主要有頻率、容量、覆蓋等初步規(guī)劃，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)模估算及基站初勘預(yù)選址，初步確定基站配置。（3）詳細(xì)規(guī)劃階段主要通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)仿真手段進(jìn)行鄰區(qū)、物理小區(qū)識(shí)別（PhysicalCellIdentity，PCI）、跟蹤區(qū)（TrackingArea，TA）、波束等多種網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的規(guī)劃及網(wǎng)絡(luò)覆蓋、容量、質(zhì)量的驗(yàn)證工作，通過(guò)輸入方案、仿真驗(yàn)證、修改方案這一迭代操作，直至滿足要求并輸出網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃結(jié)果。

2、5G的優(yōu)勢(shì)

從技術(shù)上看，隨著無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展，2G到3G的轉(zhuǎn)變實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)語(yǔ)音通信向個(gè)人移動(dòng)應(yīng)用的跨越，4G向5G的轉(zhuǎn)變則實(shí)現(xiàn)了由個(gè)人移動(dòng)應(yīng)用向垂直行業(yè)應(yīng)用的轉(zhuǎn)變。業(yè)界將5G應(yīng)用劃分為增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶、海量機(jī)器通信、超高可靠低時(shí)延3類場(chǎng)景，其特征和優(yōu)點(diǎn)。其中eMBB為用戶提供更好的應(yīng)用體驗(yàn)，而mMTC和uRLLC則是針對(duì)行業(yè)應(yīng)用推出的全新場(chǎng)景。5G能夠提供10倍于4G的用戶體驗(yàn)速率，高達(dá)20Gbit/s的峰值速率，低至1ms的空口時(shí)延，99.999%的超高可靠性，100萬(wàn)/km2的連接密度，通過(guò)統(tǒng)一靈活空口、新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)使能“萬(wàn)物互聯(lián)”，代表無(wú)線通信技術(shù)最新的發(fā)展方向。

一直以來(lái)，電力對(duì)于人們的重要性不言而喻，不管是工業(yè)生產(chǎn)還是日常生活，都離不開(kāi)電力支持。如今在建設(shè)過(guò)程中，人們更多關(guān)心的已經(jīng)由“能不能用”變成了“好不好用”。伴隨著需求更加多樣化和技術(shù)的快速迭代，電網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級(jí)的步伐正在逐步加快，近年來(lái)，隨著人工智能、機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)初見(jiàn)成效。特別是5G技術(shù)的出現(xiàn)，以及基站建設(shè)與應(yīng)用的不斷開(kāi)展，5G對(duì)于智能電網(wǎng)的推動(dòng)作用將愈發(fā)凸顯，多方正在聯(lián)合推進(jìn)5G﹢智能電網(wǎng)應(yīng)用落地。

3、5G技術(shù)的應(yīng)用

3.1多天線傳輸

多天線的傳輸技術(shù)能對(duì)源天線的陣列引進(jìn)，并對(duì)無(wú)線信號(hào)在生活和工作中的覆蓋有著明顯的改進(jìn)，其中協(xié)作的天線的數(shù)量能達(dá)到128根，能夠在用戶的使用過(guò)程之中，有效避免相互干擾。

3.2 5G網(wǎng)絡(luò)切片

與傳統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)有著明顯的區(qū)分，具體是指將運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行若干的虛擬網(wǎng)絡(luò)的劃分，讓其具有多個(gè)的虛擬網(wǎng)絡(luò)。并且，虛擬網(wǎng)絡(luò)在寬帶和網(wǎng)絡(luò)延時(shí)方面等個(gè)具有不同的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，能保證其能根據(jù)不同場(chǎng)景進(jìn)行適應(yīng)。在我國(guó)，電信、華為以及國(guó)家電網(wǎng)等公司發(fā)布的白皮書(shū)中，可以看到，對(duì)網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)為5G網(wǎng)絡(luò)的切片技術(shù)環(huán)節(jié)，進(jìn)行了詳細(xì)的闡述說(shuō)明，并結(jié)合當(dāng)前的切片技術(shù)實(shí)行，也提出了相應(yīng)的應(yīng)用方案，例如，電網(wǎng)監(jiān)測(cè)切片、智能抄表切片、通信切片等。

35G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法

3.3頻率規(guī)劃

目前，5G網(wǎng)絡(luò)可使用頻率均為FR1頻段，主要可使用頻段有700MHz、2.6GHz、3.5GHz、4.8GHz、4.9GHz，實(shí)際網(wǎng)絡(luò)部署中，通信運(yùn)營(yíng)商可將1.8GHz、2.1GHz頻段重耕用于5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋。未來(lái)隨著5G覆蓋及應(yīng)用的深入，還有n257、n258、n260等FR2毫米波頻段可用。5G當(dāng)前可使用的頻段中，700MHz頻段具有良好的傳播特性，可提供廣域覆蓋和中低速的mMTC、uRLLC類業(yè)務(wù);2.6、3.5、4.8、4.9GHz等中頻段具有更寬的連續(xù)帶寬，可提供熱區(qū)覆蓋以及大帶寬、高容量及中高速u(mài)RLLC類業(yè)務(wù)。

3.4 5G傳播模型的理論分析

在規(guī)劃和建設(shè)一個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)時(shí)，從頻段的確定、頻率分配、無(wú)線電波的覆蓋范圍、計(jì)算通信概率及系統(tǒng)間的電磁干擾，直到最終確定無(wú)線設(shè)備的參數(shù)，都必須依靠對(duì)電波傳播特性的研究、了解和據(jù)此得到的傳播模型進(jìn)行場(chǎng)強(qiáng)預(yù)測(cè)。傳播模型用于預(yù)測(cè)無(wú)線電波在各種復(fù)雜傳播路徑上的損耗，是移動(dòng)通信網(wǎng)小區(qū)規(guī)劃的基礎(chǔ)。傳播模型的準(zhǔn)確與否，關(guān)系到小區(qū)規(guī)劃是否合理，是否能以比較經(jīng)濟(jì)合理的投資滿足建設(shè)的需求。自然地形、人工建筑的數(shù)量、高度、分布和材料特性、植被特征、天氣狀況等均對(duì)無(wú)線傳播模型的建立起關(guān)鍵作用，同時(shí)無(wú)線傳播模型還受到系統(tǒng)工作頻率和移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)狀況的影響，靜止的移動(dòng)臺(tái)與高速運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)臺(tái)的傳播環(huán)境也大不相同。

4、結(jié)束語(yǔ)

文章結(jié)合智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)特點(diǎn)及指標(biāo)需求，介紹了智能電網(wǎng)5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃流程和規(guī)劃方法，提出智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)模型建模思路和方法。通過(guò)對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)不同頻段的覆蓋能力差異及上下行鏈路平衡的措施研究，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)規(guī)模估算中覆蓋和容量的平衡。本文對(duì)5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法和難點(diǎn)的研究，為5G電力物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃提供參考，為智能電網(wǎng)建設(shè)打下基礎(chǔ)。

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