Page 54 - 电力与能源2021年第一期

4 8 杨权东, 等: 电力通信系统中异构网络关键技术研究

提高频谱利用效率。该电力专网通信将核心网的 的机制, 在不同的时隙进行传输, 可以有效地避免
功能下沉, 配合边缘计算, 实现低时延的电力通 干扰。
信。同时优化高层信令, 通过增强连接、 唤醒机制 3.2 多连接技术
满足海量连接的传输业务。该技术采用扁平化系 当一个区域存在多种制式的 通 信 技 术 覆 盖
统架构, 网络拓扑简单, 部署成本低, 系统可靠性 时, 多连接技术可以用来增强重叠覆盖区域的数
高, 维护量少, 更加契合电力通信接入网的需求。 据传输能力 [ 11 ] 。随着电力物联网终端技术的发
230 MHz 电 力 专 网 具 备 安 全 可 靠、 功 能 丰 展, 多模终端将会是发展的趋势, 即终端可以同时
富、 成熟稳定、 配置灵活、 管理全面、 组网简单、 运 连接多种制式的通信技术。多连接技术需要不同
维便捷等特点, 主要面向物联网应用场景, 适配电 通信 协 议 互 相 融 合 支 撑, 最 终 将 数 据 进 行 汇 总
网企业业务和频谱特点, 利用频谱感知和载波聚 传输。
合, 满足电力无线通信接入要求, 包括配电自动化 多连接技术中必须拥有最优 的 网 络 选 择 策
“ 三遥” 和精准负荷控制等低时延、 高可靠业务, 最 略。同时连接多种通信技术, 可以提高终端的数

大载 波 聚 合 已 经 达 到 120 个 子 带 聚 合, 达 到 3 据传输速率, 但也会增加通信造成的信令开销。
MHz带宽, 上行通信速率达到 5.3 Mb p s , 现在也 因此, 通信技术的选择直接决定了电力物联网终
逐渐向 5G 技术逐步演进。 端的服务质量。在进行多连接时, 电力物联网终
2.6 传统移动通信技术 端需要自适应进行网络选择, 使得多连接的通信
传统的移动通信技术 LTE 、 5G 等主要以广 技术选择结果能够根据电力物联网终端当前所处
域网的形式存在。适合于数据量大, 对传输数据 的场景环境, 动态地计算连接的通信技术带来的
速率有需求的业务。传统的移动通信技术的优点 效益。
是覆盖范围广, 无需额外的布网即可使用。然而 3.3 网络间切换技术
传统的移动通信网络使用许可频段, 使用其进行 在多连接技术的前提下, 如何进行网络间的
大数据量传输将会产生巨额的费用。 切换也是一个关键的问题 [ 12 ] 。一般情况下, 多连
接场景下切换可能由如下几种情况触发。
3 电力物联网中异构网络关键技术
( 1 )当连接性能下降, 无法保证业务服务质
在复杂多样的电力物联网中, 如何结合不同 量需求, 并且考虑到移动终端状态等因素, 可能触
通信技术优点、 高效使用异构网络、 发挥通信系统 发网络为该业务重新选择一个新的网络连接, 将
最大性能是需要关注的问题。下面主要从多个角 该业务在不同的连接之间进行切换。
度介绍电力物联网中异构网络的关键技术。 ( 2 )由于移动终端在密集覆盖网络下发生移
3.1 干扰消除 动, 为保 证 业 务 连 续 性, 在 不 同 网 络 之 间 进 行
异构网络中的干扰主要来自于不同网络使用 切换。
相同信道时产生的干扰 [ 10 ] 。当电力物联网中存 在这样的多连接场景切换过程中, 实质上是
在多个小基站, 其覆盖范围相互重叠。由于两个 网络再选择的过程。当系统中的终端需要进行网
小基站可能复用相近的信道或者相同的信道进行 络切换, 环境中的通信状态即会发生改变。此时
传输, 即同频组网或者异频组网模式, 电力物联网 影响的不仅是该移动的终端, 其他的终端也可能
终端的信号传输就会产生干扰。为了解决该异构 发生被动切换。因为此时系统的最优状态被打
网络场景下小区间的干扰, 增强型的小区间干扰 破, 每个终端的网络选择策略不再是最优的。但
协调技术可以引入到电力物联网中, 可以从功率、 是, 系统中同时切换将会造成系统混乱, 大量的切
频域和时域三个角度来减少或者避免小区间的干 换会引起巨大的信令开销。因此, 为了保证电力
扰问题。功率角度即功率分配, 由于干扰的大小 物联网系统的稳定, 网络间的切换需要设定一个
与功率的大小成正比, 因此只需要对系统做功率 合适的阈值, 来保证当其中部分终端发生切换时,
控制, 就可以减轻干扰。频域即不同的小区尽量 不会影响到其他的用户。
选择不同的正交信道进行传输, 这样可以避免小 3.4 负载均衡技术
区之间的干扰。时域即不同的小区采用时分复用 当终端可以连接多种通信网络时, 由于部分