基于智能電網應用的5G無線網絡規劃研究

羅旋

摘 要：5G網絡通信技術作為一種泛在化、智能化以及綠色節能的網絡形式，可以充分滿足當前超高流量密度以及超高數據連接密度的資源使用需求，為當前網絡信息技術的發展提供有效支持。在電力企業發展中，為了更好地順應網絡環境的發展需求，實現智能化電網設計，應充分把握5G網絡切片技術與智能電網建設的融合機遇，通過系統的創新以及資源的靈活運用，從而充分滿足電力企業的智能化發展需求。

關鍵詞：智能電網;5G無線網絡;規劃研究

0引言

由于當前的時代和社會發展，5G通信技術已經充分的走入人們的視野，并融入在人們日常生活中的各個角落里，不僅為人們提供諸多的生活上的便利服務，同時又為互聯網簽技術貼上了“中國式”的標簽。這不僅是作為一次通信技術上的飛躍，也是作為我國技術發展的一個象征。

1、5G無線網絡規劃流程

5G無線網絡規劃主要包括規劃準備階段、預規劃階段、詳細規劃階段3個階段。（1）規劃準備階段主要有網絡需求分析和數據收集。本階段需要明確覆蓋、容量、質量等建設目標，同時還需要收集用戶分布狀況、地理信息數據，作為網絡規劃工作開展的基礎。（2）預規劃階段主要有頻率、容量、覆蓋等初步規劃，進行網絡規模估算及基站初勘預選址，初步確定基站配置。（3）詳細規劃階段主要通過無線網絡仿真手段進行鄰區、物理小區識別（PhysicalCellIdentity，PCI）、跟蹤區（TrackingArea，TA）、波束等多種網絡參數的規劃及網絡覆蓋、容量、質量的驗證工作，通過輸入方案、仿真驗證、修改方案這一迭代操作，直至滿足要求并輸出網絡規劃結果。

2、5G的優勢

從技術上看，隨著無線通信技術的快速發展，2G到3G的轉變實現了傳統語音通信向個人移動應用的跨越，4G向5G的轉變則實現了由個人移動應用向垂直行業應用的轉變。業界將5G應用劃分為增強型移動寬帶、海量機器通信、超高可靠低時延3類場景，其特征和優點。其中eMBB為用戶提供更好的應用體驗，而mMTC和uRLLC則是針對行業應用推出的全新場景。5G能夠提供10倍于4G的用戶體驗速率，高達20Gbit/s的峰值速率，低至1ms的空口時延，99.999%的超高可靠性，100萬/km2的連接密度，通過統一靈活空口、新型網絡架構使能“萬物互聯”，代表無線通信技術最新的發展方向。

一直以來，電力對于人們的重要性不言而喻，不管是工業生產還是日常生活，都離不開電力支持。如今在建設過程中，人們更多關心的已經由“能不能用”變成了“好不好用”。伴隨著需求更加多樣化和技術的快速迭代，電網轉型升級的步伐正在逐步加快，近年來，隨著人工智能、機器人、物聯網等技術的不斷發展，我國智能電網建設已經初見成效。特別是5G技術的出現，以及基站建設與應用的不斷開展，5G對于智能電網的推動作用將愈發凸顯，多方正在聯合推進5G﹢智能電網應用落地。

3、5G技術的應用

3.1多天線傳輸

多天線的傳輸技術能對源天線的陣列引進，并對無線信號在生活和工作中的覆蓋有著明顯的改進，其中協作的天線的數量能達到128根，能夠在用戶的使用過程之中，有效避免相互干擾。

3.2 5G網絡切片

與傳統的運營商網絡有著明顯的區分，具體是指將運營商的網絡進行若干的虛擬網絡的劃分，讓其具有多個的虛擬網絡。并且，虛擬網絡在寬帶和網絡延時方面等個具有不同的優點和特點，能保證其能根據不同場景進行適應。在我國，電信、華為以及國家電網等公司發布的白皮書中，可以看到，對網絡切片技術為5G網絡的切片技術環節，進行了詳細的闡述說明，并結合當前的切片技術實行，也提出了相應的應用方案，例如，電網監測切片、智能抄表切片、通信切片等。

35G無線網絡規劃方法

3.3頻率規劃

目前，5G網絡可使用頻率均為FR1頻段，主要可使用頻段有700MHz、2.6GHz、3.5GHz、4.8GHz、4.9GHz，實際網絡部署中，通信運營商可將1.8GHz、2.1GHz頻段重耕用于5G網絡覆蓋。未來隨著5G覆蓋及應用的深入，還有n257、n258、n260等FR2毫米波頻段可用。5G當前可使用的頻段中，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類業務;2.6、3.5、4.8、4.9GHz等中頻段具有更寬的連續帶寬，可提供熱區覆蓋以及大帶寬、高容量及中高速uRLLC類業務。

3.4 5G傳播模型的理論分析

在規劃和建設一個移動通信網時，從頻段的確定、頻率分配、無線電波的覆蓋范圍、計算通信概率及系統間的電磁干擾，直到最終確定無線設備的參數，都必須依靠對電波傳播特性的研究、了解和據此得到的傳播模型進行場強預測。傳播模型用于預測無線電波在各種復雜傳播路徑上的損耗，是移動通信網小區規劃的基礎。傳播模型的準確與否，關系到小區規劃是否合理，是否能以比較經濟合理的投資滿足建設的需求。自然地形、人工建筑的數量、高度、分布和材料特性、植被特征、天氣狀況等均對無線傳播模型的建立起關鍵作用，同時無線傳播模型還受到系統工作頻率和移動臺運動狀況的影響，靜止的移動臺與高速運動的移動臺的傳播環境也大不相同。

4、結束語

文章結合智能電網業務特點及指標需求，介紹了智能電網5G無線網絡的規劃流程和規劃方法，提出智能電網業務模型建模思路和方法。通過對5G網絡不同頻段的覆蓋能力差異及上下行鏈路平衡的措施研究，實現了網絡規模估算中覆蓋和容量的平衡。本文對5G無線網絡規劃方法和難點的研究，為5G電力物聯網規劃提供參考，為智能電網建設打下基礎。

參考文獻：

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