電力無線專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法研究及平臺設(shè)計

尹洪鑫

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司連云港供電分公司，江蘇 連云港 222000）

0 引 言

電力無線專網(wǎng)的快速發(fā)展與我國飛速發(fā)展的經(jīng)濟效益相關(guān)。在國家網(wǎng)絡(luò)的全國普及下，電力無線網(wǎng)絡(luò)通信開始應(yīng)用到越來越廣的領(lǐng)域。電力無線網(wǎng)絡(luò)的存在也豐富著人們的日常生活，人們的生活品質(zhì)提高后有了更高的追求。在我國，由于電力無線網(wǎng)絡(luò)涵蓋內(nèi)容較多，使用過程中難免會出現(xiàn)一些問題，導(dǎo)致電力無法正常運轉(zhuǎn)。所以，為了更好地保證正常運轉(zhuǎn)，需要對電力無線網(wǎng)絡(luò)加大投入力度，以滿足人們的日常需求。

1 電力無線專用網(wǎng)介紹

電力無線專網(wǎng)的整體架構(gòu)可以分為終端層、網(wǎng)絡(luò)訪問層、安全訪問層和服務(wù)層，如圖1所示[1]。

功率無線專用網(wǎng)接入層主要由無線網(wǎng)絡(luò)和傳輸網(wǎng)絡(luò)組成。在電力無線專網(wǎng)架構(gòu)中，每一個環(huán)節(jié)都有規(guī)范，操作過程中必須要在此要求下進行工作，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和操作的正確順序，實現(xiàn)電力無線專網(wǎng)的價值，為相關(guān)機構(gòu)提供穩(wěn)定的電力，保證電力發(fā)展的穩(wěn)定性和供電安全。

2 電力無線專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法

2.1 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法

針對電力無線專網(wǎng)規(guī)劃問題，必須要先明確一定的規(guī)劃方法和規(guī)劃區(qū)域，在此基礎(chǔ)上開展后續(xù)的工作。在進行無線規(guī)劃要求后，需在后臺進行環(huán)境分析和規(guī)劃模仿步驟。為了達到第一次預(yù)測目的，電力無線專網(wǎng)的規(guī)劃主要基于對網(wǎng)絡(luò)需求和位置規(guī)劃的分析。網(wǎng)絡(luò)計劃可以分為計劃準(zhǔn)備、預(yù)計劃和詳細計劃3個階段，如圖2所示。

2.2 基于電力專有頻段的頻率規(guī)劃

我國的無線專網(wǎng)已決定使用233.026～236.000 MHz頻帶。與無線公共網(wǎng)絡(luò)相比，這一頻帶需要的資源較小且具有較大的使用價值。因此，相關(guān)電力頻率規(guī)劃愿意使用這一頻帶。相關(guān)研究人員必須要針對這一頻帶進行準(zhǔn)確且全面的研究，從而為后續(xù)的進一步研究奠定基礎(chǔ)。

圖2 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃流程

圖3為蜂窩網(wǎng)絡(luò)頻率規(guī)劃[2]。所謂蜂窩網(wǎng)絡(luò)，就是每一個六邊形代表一個電力板塊，在這些板塊內(nèi)可以有效豐富一些頻率資源，對于電力專網(wǎng)供電的區(qū)域能夠起到積極影響，同時可以有效減少不同區(qū)域之間帶來的干擾。因為功率無線專網(wǎng)的頻譜很少，在5 MHz網(wǎng)絡(luò)情況下只能使用相同頻率的網(wǎng)絡(luò)。為了避免小區(qū)間干擾，提出了一種結(jié)合中心頻帶和邊緣頻帶的方法。在圖3中，F(xiàn)4代表中心帶，F(xiàn)1、F2和F3代表邊緣帶。使用上述描述的方式進行電力網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)，可以解決很多供電問題，有效避免小區(qū)間干擾，同時提高電力無線網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量。

圖3 頻率規(guī)劃示意

3 基于業(yè)務(wù)模型的網(wǎng)絡(luò)容量需求預(yù)測

對于業(yè)務(wù)模型網(wǎng)絡(luò)容量需求的預(yù)測和研究，是本文研究課題必須重視的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，網(wǎng)絡(luò)容量的預(yù)測應(yīng)該客觀，并適合將來的規(guī)則。網(wǎng)絡(luò)的容量判斷步驟主要基于業(yè)務(wù)的特征和業(yè)務(wù)進行有效探索所需的策略。除了制定一些具體的目標(biāo)法規(guī)外，還應(yīng)掌握相關(guān)工作內(nèi)容，不斷提高工作效率。

根據(jù)以上研究內(nèi)容，針對業(yè)務(wù)模型網(wǎng)絡(luò)容量需求的預(yù)測，可以幫助相關(guān)電力工作人員解決一些問題，有效推動電力的良好發(fā)展。根據(jù)電力業(yè)務(wù)的占空比和上下行峰值的價值比等，選擇業(yè)務(wù)運營的寬帶需求。本文僅列出了3種不同的電力業(yè)務(wù)演示，如表1所示[3]。

表1 電力業(yè)務(wù)帶寬需求

在集成業(yè)務(wù)模型中，容量需求預(yù)測過程中需要考慮以下因素。第一，業(yè)務(wù)終端密度，也就是說必須要能夠根據(jù)業(yè)務(wù)進行中的密度研究決定最終的實施方案，根據(jù)密度計算數(shù)量。第二，業(yè)務(wù)增長因素。通過業(yè)務(wù)容量的不斷變化，要與時俱進地考慮實際因素。

4 電力無線專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃平臺

4.1 必要性

無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃對于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運營具有重要意義。對于電力無線專用網(wǎng)絡(luò)，可以使用無線技術(shù)系統(tǒng)、專用頻帶以及電力服務(wù)的可靠性和安全性進行計劃和設(shè)計。對于規(guī)劃中需要的多方面數(shù)據(jù)，需要進行智能化和信息化的準(zhǔn)確分析，并且有效劃分網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過程中需要連接的地理信息，從而為無線專網(wǎng)提供最基本的保證。因此，為電力無線專網(wǎng)設(shè)計一個網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃平臺具有重要意義[4]。

（1）提高網(wǎng)絡(luò)評估的準(zhǔn)確性。保證評估數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是開啟一切電力工作環(huán)節(jié)的基本前提，也是推動其安全發(fā)展的必然保障。

（2）確保無限網(wǎng)絡(luò)的安全運行。正確規(guī)劃物理類別和網(wǎng)絡(luò)類別的計算，并確保其影響能夠反映出一些相關(guān)算法對系統(tǒng)的影響，并為穩(wěn)定性和網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性提供安全保障。

（3）加強服務(wù)的可靠傳輸。無線網(wǎng)絡(luò)的仿真必須將正確的計算規(guī)劃到相應(yīng)的區(qū)域，以防止干擾，然后準(zhǔn)確計算出不同的網(wǎng)絡(luò)點，以達到目標(biāo)性能，并促進社區(qū)服務(wù)的發(fā)展。

（4）降低無線網(wǎng)絡(luò)的投資成本。使用設(shè)計和仿真設(shè)計找出合適的節(jié)點位置，確保正確的網(wǎng)絡(luò)索引，并最小化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投資成本。

4.2 平臺設(shè)計

網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃平臺功能如圖4所示。

圖4 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃平臺功能示意

針對網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃平臺的研究，相關(guān)工作人員必須要能夠有一個合理的平面設(shè)計方案，并將其呈現(xiàn)于圖紙上。用戶們可以依據(jù)自己的真實需要，全面分析什么樣的終端類型適合所需，并且選擇不同的多種決策條件實現(xiàn)自動領(lǐng)域規(guī)劃。此外，可以手動操作地圖上的相鄰地方，如設(shè)置或者現(xiàn)實，以便兩個相鄰的地區(qū)進行局部調(diào)整。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃平臺操作流程，如圖5所示。

圖5 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃平臺操作流程

4.3 平臺特點

電力無線專網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃平臺具有顯著特點，能夠最大程度滿足相關(guān)工作人員的要求，符合電力發(fā)展的長遠規(guī)劃目標(biāo)。結(jié)合對基本服務(wù)、擴展服務(wù)和未來服務(wù)的寬帶、安全性、可靠性和穩(wěn)定性的不同要求，構(gòu)建電力服務(wù)模型庫[5]。對于不同環(huán)境下的服務(wù)，設(shè)置不同的服務(wù)級別，并制作不同的QoS，以實現(xiàn)業(yè)務(wù)安全性和可靠性。不同的業(yè)務(wù)類別如圖6所示。

在電力發(fā)展相關(guān)過程中，電力業(yè)務(wù)因為各種因素會呈現(xiàn)不同的表現(xiàn)形式，要滿足的要求也不盡相同。因此，電力業(yè)務(wù)存在多種類別，需根據(jù)不同的需求選擇不同的類別來規(guī)劃并投入使用。這樣才能為電力規(guī)劃提供有效保障，調(diào)整和優(yōu)化相關(guān)模型和參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)仿真結(jié)果如圖7所示。

圖6 不同類別的電力業(yè)務(wù)

圖7 網(wǎng)絡(luò)仿真結(jié)果示意

5 結(jié) 論

本文提出了一種基于專用功率頻帶的相關(guān)科學(xué)性研究，其中蘊含著科學(xué)依據(jù)，并且具有大數(shù)據(jù)的支持，反映了專用無線電力網(wǎng)絡(luò)和運營網(wǎng)絡(luò)之間在規(guī)劃方法上的差異。根據(jù)能源業(yè)務(wù)的特點，對無線專用能源網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃平臺進行了概念和案例分析，為該平臺的開發(fā)和使用提供了理論依據(jù)。