电力无线专网的干扰分析

作者:孔为为;罗先南;刘乙召;贾鹏;于佳倩;缪勇; 刊名:通信技术 上传者:张羽

【摘要】为保障密度低建站情况下电力无线专网通信性能,需针对1 800 MHz无线专网在电力行业应用存在的干扰问题进行分析。从TD-LTE受干扰频谱范围分析,将无线专网干扰划分为系统内干扰和系统外干扰。对各种干扰电平强度、干扰时间段等特性进行分析,将干扰细分为阻塞干扰等类型,并提出验证干扰类型的方法。根据干扰特性分析提出了电力无线专网系统的TD-LTE干扰整治的方法,并以某现场无线专网干扰为背景,应用数据处理方式和对比分析方法验证了干扰整治的可行性,为LTE电力无线专网的推广应用奠定了坚实基础。

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Foundation Item:Science and Technology Projects of State Grid Corporation Limited (No.546816170003)作为电力终端通信接入网的重要技术之一,无线公网及230M数传电台已在电力营销、运检等业务系统中得到了大规模应用。目前,很多省市公司已经开展了3G/4G电力专网试点应用,如WiMAX、McWILL及4G TD-LTE等。业务应用领域包括传统配用电业务和新型智能电网业务等。无线通信在电力应用取得一定成果的同时,存在的一些问题也逐步暴露[1-2],其中干扰问题对网络的性能影响尤为突出,甚至直接导致电力业务中断。因此,迫切需要对电力系统中无线网络干扰分析进行深入研究。本文就1800M 4G TD-LTE无线专网应用存在的干扰进行详细分析,并提出网络建设建议治方法。1 785~1 805 MHz频段时分双工(TDD)方式无线接入系统,目前划分为电力、能源及轨道交通等行业应用,为行业专网应用。在紧临边缘频段,GSM900/1800系统将1800M4G TD-LTE电力无线专网构成杂散干扰。临近频谱如图1所示。图1 1 800 MHz频谱分布1800M 4G TD-LTE电力无线专网存在如下干扰。(1)系统内干扰:包括基站小区模3干扰和基站下挂终端对附近小区干扰。(2)系统外干扰:包括1800 MHz系统外基站干扰和1 800 MHz上下频率对本系统干扰。无线频谱资源是无线通信信道,无线通信干扰即无线频谱被其他系统使用或干扰。一旦电力无线专网频谱受到干扰,会对电力生产造成较大的负面影响[3-4]。在电力专网建设前,应对该区域的无线环境进行扫频测试,并到无委会进行报备;在后续应用中检测到干扰时,需对干扰小区进行干扰分析。在无线专网网络运行维护阶段,需在基站侧建立性能监测任务,收集基站上行干扰数据,时长72小时。借鉴公网运维标准,可设定以下标准:(1)高于-120 dBm,即可判定为存在干扰;(2)高于-110 dBm,认为干扰使各项指标开始恶化;(3)高于-105 dBm,认为干扰比较严重。当运行网络干扰达到上述指标后,需对干扰种类进行定位分析。在电力无线通信中,常见的干扰包括阻塞干扰、互调干扰、杂散干扰和LTE网内干扰4种。本文分别针对这4种干扰开展分析研究。1系统外干扰分析1.1阻塞干扰1.1.1阻塞干扰分析阻塞干扰即电力专网基站设备收到系统外的的无线电设备发射的较强信号。对LTE 1800 MHz系统而言,阻塞干扰主要是运营商的GSM900/1800及系统外同频LTE基站系统带来的。它的干扰特点如下:(1)阻塞干扰受干扰电平、干扰源流量关联大。干扰源流量越大、RRC连接数越大时,TD-LTE干扰越大。(2)干扰基站天线与TD-LTE小区天线隔离度越小,干扰越严重,即干扰天线基站天线扇面是否包含了电力系统基站天线。如某小区级干扰曲线图与流量有着明显的正相关性,如图2、图3所示。图2阻塞干扰曲线-65-67.566从小区级干扰可以看到该小区的干扰特点,凌晨时分干扰最小,是干扰源基站流量低的时候。可初步将该站点初步定位为受到了GSM 900/1800基站的阻塞干扰。1.1.2阻塞干扰确认阻塞干扰即排除系统外同频和相邻频道的泄漏干扰,可短时间闭站或降低同一基站相邻扇区基站功率,随后监控疑似受干扰小区电平值来确认。排除系统内干扰后,可协调降低附近系统外基站功率,进一步确认干扰情况。调整相邻GSM900或系统外LTE基站小区阶段性降低输出功率,若干扰有规律地降低了,可以确认

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