基于智能电网应用的5G无线网络规划研究

罗旋

摘 要：5G网络通信技术作为一种泛在化、智能化以及绿色节能的网络形式，可以充分满足当前超高流量密度以及超高数据连接密度的资源使用需求，为当前网络信息技术的发展提供有效支持。在电力企业发展中，为了更好地顺应网络环境的发展需求，实现智能化电网设计，应充分把握5G网络切片技术与智能电网建设的融合机遇，通过系统的创新以及资源的灵活运用，从而充分满足电力企业的智能化发展需求。

关键词：智能电网;5G无线网络;规划研究

0引言

由于当前的时代和社会发展，5G通信技术已经充分的走入人们的视野，并融入在人们日常生活中的各个角落里，不仅为人们提供诸多的生活上的便利服务，同时又为互联网签技术贴上了“中国式”的标签。这不仅是作为一次通信技术上的飞跃，也是作为我国技术发展的一个象征。

1、5G无线网络规划流程

5G无线网络规划主要包括规划准备阶段、预规划阶段、详细规划阶段3个阶段。（1）规划准备阶段主要有网络需求分析和数据收集。本阶段需要明确覆盖、容量、质量等建设目标，同时还需要收集用户分布状况、地理信息数据，作为网络规划工作开展的基础。（2）预规划阶段主要有频率、容量、覆盖等初步规划，进行网络规模估算及基站初勘预选址，初步确定基站配置。（3）详细规划阶段主要通过无线网络仿真手段进行邻区、物理小区识别（PhysicalCellIdentity，PCI）、跟踪区（TrackingArea，TA）、波束等多种网络参数的规划及网络覆盖、容量、质量的验证工作，通过输入方案、仿真验证、修改方案这一迭代操作，直至满足要求并输出网络规划结果。

2、5G的优势

从技术上看，随着无线通信技术的快速发展，2G到3G的转变实现了传统语音通信向个人移动应用的跨越，4G向5G的转变则实现了由个人移动应用向垂直行业应用的转变。业界将5G应用划分为增强型移动宽带、海量机器通信、超高可靠低时延3类场景，其特征和优点。其中eMBB为用户提供更好的应用体验，而mMTC和uRLLC则是针对行业应用推出的全新场景。5G能够提供10倍于4G的用户体验速率，高达20Gbit/s的峰值速率，低至1ms的空口时延，99.999%的超高可靠性，100万/km2的连接密度，通过统一灵活空口、新型网络架构使能“万物互联”，代表无线通信技术最新的发展方向。

一直以来，电力对于人们的重要性不言而喻，不管是工业生产还是日常生活，都离不开电力支持。如今在建设过程中，人们更多关心的已经由“能不能用”变成了“好不好用”。伴随着需求更加多样化和技术的快速迭代，电网转型升级的步伐正在逐步加快，近年来，随着人工智能、机器人、物联网等技术的不断发展，我国智能电网建设已经初见成效。特别是5G技术的出现，以及基站建设与应用的不断开展，5G對于智能电网的推动作用将愈发凸显，多方正在联合推进5G﹢智能电网应用落地。

3、5G技术的应用

3.1多天线传输

多天线的传输技术能对源天线的阵列引进，并对无线信号在生活和工作中的覆盖有着明显的改进，其中协作的天线的数量能达到128根，能够在用户的使用过程之中，有效避免相互干扰。

3.2 5G网络切片

与传统的运营商网络有着明显的区分，具体是指将运营商的网络进行若干的虚拟网络的划分，让其具有多个的虚拟网络。并且，虚拟网络在宽带和网络延时方面等个具有不同的优点和特点，能保证其能根据不同场景进行适应。在我国，电信、华为以及国家电网等公司发布的白皮书中，可以看到，对网络切片技术为5G网络的切片技术环节，进行了详细的阐述说明，并结合当前的切片技术实行，也提出了相应的应用方案，例如，电网监测切片、智能抄表切片、通信切片等。

35G无线网络规划方法

3.3频率规划

目前，5G网络可使用频率均为FR1频段，主要可使用频段有700MHz、2.6GHz、3.5GHz、4.8GHz、4.9GHz，实际网络部署中，通信运营商可将1.8GHz、2.1GHz频段重耕用于5G网络覆盖。未来随着5G覆盖及应用的深入，还有n257、n258、n260等FR2毫米波频段可用。5G当前可使用的频段中，700MHz频段具有良好的传播特性，可提供广域覆盖和中低速的mMTC、uRLLC类业务;2.6、3.5、4.8、4.9GHz等中频段具有更宽的连续带宽，可提供热区覆盖以及大带宽、高容量及中高速uRLLC类业务。

3.4 5G传播模型的理论分析

在规划和建设一个移动通信网时，从频段的确定、频率分配、无线电波的覆盖范围、计算通信概率及系统间的电磁干扰，直到最终确定无线设备的参数，都必须依靠对电波传播特性的研究、了解和据此得到的传播模型进行场强预测。传播模型用于预测无线电波在各种复杂传播路径上的损耗，是移动通信网小区规划的基础。传播模型的准确与否，关系到小区规划是否合理，是否能以比较经济合理的投资满足建设的需求。自然地形、人工建筑的数量、高度、分布和材料特性、植被特征、天气状况等均对无线传播模型的建立起关键作用，同时无线传播模型还受到系统工作频率和移动台运动状况的影响，静止的移动台与高速运动的移动台的传播环境也大不相同。

4、结束语

文章结合智能电网业务特点及指标需求，介绍了智能电网5G无线网络的规划流程和规划方法，提出智能电网业务模型建模思路和方法。通过对5G网络不同频段的覆盖能力差异及上下行链路平衡的措施研究，实现了网络规模估算中覆盖和容量的平衡。本文对5G无线网络规划方法和难点的研究，为5G电力物联网规划提供参考，为智能电网建设打下基础。

参考文献：

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[2]孙柏林.5G技术在电力系统的应用[J].电气时代，2019（12）：30-34.

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