陈建文
长讯通信服务有限公司 广东省广州市 510091
摘要：TD-LTE技术以其所具有的高数据传输速率、扁平化网络设计、强通信信号抗干扰能力等优势成为智能配电网通信中应用较为广泛的无线宽带接入技术。基于此，从TD-LTE技术的相关概述入手，对其性能与优势进行了简要分析，并在此基础上，提出一种基于TD-LTE的智能配电网终端通信方案，以期促进TD-LTE技术与智能配电网络的高效结合。
关键词：TD-LTE技术；智能配电网；通信技术
引言：科学技术的创新发展与应用推动了电力事业的进步与发展。随着电力事业的进步与发展，智能配电网技术得到进一步优化，而终端通信接入网作为智能配电网的重要组成部分，是智能配电网实现智能化作业的关键物理基础。对保证电网运行的稳定与安全存在重要影响作用。随着近年来继承电路的优化发展，无线宽带接入技术日渐成熟并应用到智能配电网通信中，而TD-LTE技术作为无线宽带接入技术的典型代表，以其所具有的通信优势成为现阶段智能配电网实现高效通信的关键技术。对此，加强基于TD-LTE的智能配电网终端通信技术的研究，对促进智能电网优化建设具有重要现实意义。
1.TD-LTE技术的相关概述
TD-LTE（Time Division Long Term Evolution，无线通信技术分时长期演进）是D-SCDMA的长期演进，是一种高数据传输速率、低延时性的时分通信系统[1]。TD-LTE系统可有效支持1.4MHz带宽、3MHz带宽、5MHz带宽、10MHz带宽、15MHz带宽、20MHz带宽，通常情况下最好速率能够达到100Mbits/s。TD-LTE是基于OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交频分多路复用）技术基础上，由3GPP提出的演进标准，是4G通信标准。采用了最新的移动通信技术，如自适应调制与解调技术、波束赋形技术、MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，智能多天线）技术、分布式发射与接收技术、发射功率自动控制技术等等[2]。相对于原有的通信技术标准而言，TD-LTE系统性能与功能得到大幅度提升。
首先，TD-LTE应用TDD（Test-Driven Development，测试驱动开发）技术使系统具有TDD特征，能够实现发送与接受在同一载波选不同时间间隙中，进行信号科学调度，保证频谱资源的高效利用，保证系统简化设计下性能的高效提升。其次，TD-LTE采用正交频分复用技术，实现单位频谱传出效率的提升，并将频段中的信道进行科学划分，实现单个信号载波的有效调制，提升系统信号抗干扰能力。此外，智能多天线技术在TD-LTE系统中的有效应用，可实现系统通信链路的有效分解，形成多个子信道进行并行排列，从而提升系统容量，保证系统在不同应用场景中的有效利用，满足小区边缘用户通信需求。另外，自适应调制技术、载波聚合技术等的有效应用，可实现系统时间、空间、频率三个维度之间无线资源的可调度，提升系统服务质量。
2.TD-LTE技术在智能配电网终端通讯中的有效应用
智能配电网的主要特点之一在于配电网的自动化与智能化，基于TD-LTE技术体制下的智能配电网终端通信技术可有效提升智能配电网的自动化与智能化，满足智能配电网业务需求，对此，实现TD-LTE技术技术与智能电网的有机结合，构建集成式配电网终端通信系统作为智能配电网通信载体，意义重大。基于此，本文试应用TD－LTE系统与配电网结合的方法，在通电频发地区或者是监控重点区域，构建基于TD－LTE230的智能配电网络。其网络整体架构如图1所示，主要由基站（基站设备、天馈系统等）、网管系统、核心网络系统、网络管理系统、配套通信终端设备等共同组成。其中核心网络系统与网络管理系统主要配置在供电企业通信机房中；无线基站分别设置在供电企业、供电所中；基于TD－LTE的配电网终端与智能表配套使用，实现配网自动化通信；天馈系统主要分布在基层供电企业、供电所中[3]。
图1基于TD－LTE的智能配电网络系统架构
此外，为实现基于TD－LTE智能配电网通信功能的有效发挥，主要进行了如下设计：
首先，科学应用虚拟专用网络技术构建TD－LTE隧道模式。通常情况下，TD－LTE所应用的隧道模式有“自愿模式”与“强制模式”两种，其中“自愿隧道”模式需要用户端具备一定的封装能力，由用户发起实现与宿主网络终端的连接，因此宿主端需具备较强的解封装能力；“强制模式”则是指由用户连接到核心网系统中的公共数据网关，公共数据网关（P-GW）根据用户归属服务器中存在的签约信息构建隧道到宿主网络端的隧道模式。
其次，为提升配电网通信速率，建立快速连接，应用TD－LTE技术建立集群网络，并通过TD－LTE系统中的MIMO技术、自适应调制与解调技术等，实现多终端群组寻呼，满足配电网业务需求。
与此同时，进行故障弱化（基站没有与交换节点建立有效连接时，系统虽然不能够提供全方位服务，但是仍能够进行通信）处理。即，在设置基于TD－LTE下的智能配电网终端通信方案时，通过故障弱化处理，当基站进入到故障弱化工作模式时，基站可借助TD－LTE系统中的广播系统进行相关消息传送。与此同时，通过一定等登记流程实现该基站福海区域内终端向当前基站的有效登记，并获取终端信息，实现基站服务区终端的连接，保证各配电终端之间通信顺畅。当基站恢复正常工作时，基站将重新进入到集群工作模式中，故障弱化状态时的信息进入到网络管理系统中，实现信息管理。
另外，为进一步提升终端通信的安全性，在方案规划过程中，根据智能配电网安全防护相关规定、要求与技术标准，采用多元化方法对专网进行了有效防护。例如，采用网络隔离技术，将普通公网数据与虚拟专网数据进行有效隔离；采用身份识别与认证技术，对接入专网的用户身份进行验证；采用信息传输加密技术，对网络中的各项传输数据进行加密处理，提升数据传输安全性、避免出现数据丢失、被盗问题；采用权限控制技术，对特殊数据与系统进行管控，提升系统运行稳定性与安全性。此外，基于TD－LTE制式标准，实现非法电力信号传输的有效管控。
结论
总而言之，智能配电网建设已经成为新时期我国电力事业现代化建设与可持续竞争发展的必然趋势，智能配电网终端通信接入网作为配电网实现智能化、自动化发展的重要基础，其设置的科学性、功能的完善性对智能配电网运行的稳定、安全与高效存在直接影响。对此基于TD-LTE技术所具有的特征与性能，设计集集多种通信功能于一体的智能配电网终端通信接入网方案，对满足智能配电网建设需求，提升智能电网通信质量与水平具有重要意义。
参考文献
[1]魏访.TD-LTE技术在智能电网无线通讯中的应用[J].青岛大学学报（自然科学版），2018，31（01）：128-132.
[2]王爽.基于TD-LTE技术的配电网无线通信技术研究[J].无线互联科技，2015（06）：20-21.
[3]叶琳浩，刘泽槐，张勇军，周来，张尧.智能用电技术背景下的配电网运行规划研究综述[J].电力自动化设备，2018（05）：154-163.
论文作者:陈建文
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第16期
论文发表时间:2018/11/12
标签：智能论文; 技术论文; 终端论文; 配电网论文; 通信论文; 系统论文; 基站论文; 《建筑学研究前沿》2018年第16期论文;