摘要：随着科学信息技术水平不断发展与进步，智能电网已经成为我国电网未来发展的重要趋势，它将通信、输配电设施、信息化技术以及计算机控制技术等进行有机结合，逐渐形成了一个较为新型的电网，促进电力无线通信系统的智能化发展。通信技术是我国智能电网发展中的重要基石，尤其是无线通信技术具有其独特的优势，它在智能电网的发展建设中有着重要的作用。基于此，本文通过对TD-LTE技术的主要性能及关键技术进行分析探究，并相应的提出TD-LTE技术在电力无线通信系统中的应用方案。
关键词：TD-LTE技术；电力无线通信；应用及影响；分析探究
引言：随着我国无线通信技术水平的不断提高，其具有传输范围广、较强的自然灾害抵抗能力、带宽大、地面的线路结构不受限以及较强的非视距传送能力等优点。所以，在配电网无线接入专网的建设中，无线通信技术与传统通信技术和有线通信技术相比存在着很大的优势。其中TD-LTE技术是无线通信技术发展中一项非常具有代表性的关键技术[1]。同时，3G网和4G网络无线通信技术也已经成为我国智能电网发展的重要方向。所以，将TD-LTE技术应用到电力无线通信系统建设中去是非常有意义的。
1.TD-LTE技术的概况
1.1 TD-LTE技术的基本概述
时分长期演进（TD-LTE）主要是指4G网络移动通信技术。因为TDD双工方式可以通过信道所具有的对称性特点来提高信号的传输率、可以不需要运用那些较为复杂的频率双工器、可以有效实现上下信道中无线资源的灵活分配、可以不需要对称性频带等多种优点已经被全球所公认，而且是运用非对称性频谱的重要解决方案[2]。
1.2 TD-LTE技术的主要性能
（1）较高的频谱效率。频谱的的效率和用户平均的吞吐率下行可以达到HSDPADE的3~4倍，上行可以达到HSDPADE的2~3倍，而系统中的平均频谱率有时则可以达到1.57/0.65bps/Hz/小区。
（2）覆盖范围相对较广。0~5千米可以满足移动性和吞吐量的目标；5~30千米有轻微的降低；而覆盖范围最大的可以达到100千米。
（3）通信速率较快。TD-LTE技术可以显著的提高峰值速率。在20MHz的宽带内可以达到500Mbit/s的上行速率和100Mbit/s的下行速率。
（4）延迟性较小。通常情况下，帧子的长度为0.675ms和0.5ms，不仅可以有效解决向下兼等问题，同时还可以使得网络延时有所降低，其中，用户面的延时低于5m，控制面的延时低于100ms。
2.TD-LTE 230电力无线通信系统中的关键技术
1.1 载波聚合技术
为了离散窄带可以有效实现宽带传输的性能，在LTE的增强系统中3GPP进一步发展了载波聚合技术。这种载波聚合技术主要就是就某一个具体终端来说，利用基站调度将其使用和分配多种离散载波，并将其应用到数据的传输过程中去[3]。同时，载波聚合技术通过各网络规划和用户需求，载波聚合使用当前存在的LTE技术系统中所配的各种不同分量，并且将频谱带灵活有效的拓展到TD-LTE技术的增强系统中去，同时要求宽带最高达到100MHz。如图1所示。
图1 具有连续性的载波集合技术.png)
通过引入载波集合技术，对离散频谱可以进行聚合，进而有效提高离散载波的实际使用率。
据相关规定表明，电力系统中的40个频点都是属于离散频点，不能通过连续载波聚合技术来有效应用连续频谱。但是，可以将每个具体的离散信道作为各个成员载波，并运用软件无线电的形式将分配不连续的成员进行连续聚合的虚拟，将其统一的分配给用户进行使用，这样产生的传输带宽可以超过原有窄带系统的好几倍，进而提升宽带传输的效率。如图2所示。
1.2 OFDMA多址技术
移动通信系统中的多址形式主要分为DFMA、TDMA、CDMA等三种关键技术。其中CDMA技术主要是通过正交扩频码来区分用户，相对适合较大的宽带数据数据。因为频域上分割的性能相对缺乏和严格的宽带要求，所以与载波聚合技术很难有效结合。另外，数据速流在高速发送过程中，其符号的周期如果低于信道延时拓展，就会产生一定的符号间干扰[4]。这种符号间干扰现象只有利用相对较为繁复的均衡处理才可以有效消除。同时，均衡器具有的复杂程度和信号信道冲击响应的长度成正比例上升。
TDMA技术主要是从时间的角度来区分用户，需要与FDMA进行有机结合才能进行多载波聚合，是很难单独进行使用的。
FDMA技术可以对离散频谱资源进行灵活的分配，非常适合与载波聚合技术进行结合使用。有时为了提升传输效果还会结合TDMA技术进行使用。
图2 非连续性的载波聚合技术.png)
TD-LTE 230 系统中有效运用TDMA技术中的OFDMA的调制方式具有非常大的优势，例如，抗频率选择性衰落的具体能力有所增强、低复杂度接收机的有效实现、较强的宽带扩展性等。如图3所示是0FDM发射机结构图。
图3 0FDM发射机结构图.png)
3.TD-LTE技术在电力无线通信系统中的应用方案
1.1 TD-LTE技术在配电自动化中的应用方案
配电是我国电力系统发展中的重要环节，实现配电的自动化不仅可以保证供电的质量和可靠性，同时还可以提升电力企业的服务质量。配网自动化的数据采集主要是将FE、RS45、RS232等与TD-LTF设备进行连接，然后再运用TD-LTF网络技术承载数据，从而实现配电自动化的互通互联。此外，运用TD-LTF技术还可以有效解决无法进行光缆敷设、配电网系统采集点较多等问题。
1.2 TD-LTF技术在计量自动化中的应用方案
计量自动化主要就是对各个电厂、专变、电站、公变、低压用户计量点的用电量等进行自动的采集、这样不仅降低了人工抄表中出现的时间误差，同时还可以有效提升抄表的效率[5]。电厂和电站可以实现在15分钟之内进行数据的读取，通过主网可以对各个变电站、各调度系统、各条线路产生的数据等进行实时观测，保障主网运行的可靠性，促进区域供电的安全发展。用户电表主要是通过低压载波形式将具体的用电情况传输到集中器上，然后通过集中器设置中的TD-LTF无线技术形式有效实现电网系统和用电信息的互通互联。
结论：
总而言之，TD-LTE技术是一种新型的宽带无线通信技术，其具有频谱效率高、覆盖范围较大、带宽相对较高、延迟性小、通信速率快等性能，在电力系统的应急指挥和配电自动化的发展中有着重要的作用。因为，电力系统对安全性和可靠性有着较高的要求，所以，TD-LTF技术在无线通信发展中的抗干扰措施和保密措施等还需要进行不断的研究和发展。
参考文献：
[1]李文伟,陈宝仁,吴谦,赖木波. TD-LTE电力无线宽带专网技术应用研究[J]. 电力系统通信,2012,11:82-87.
[2]韦磊,陆忞,于佳. LTE无线集群通信技术在电力系统中的应用研究[J]. 电力信息与通信技术,2016,05:93-97.
[3]范少锋. 基于TD-LTE建立县域电力无线通信专网的研究[J]. 通讯世界,2015,08:173.
[4]许琼,周冬梅. 新一代无线移动通信网络实验室总体框架设计——基于“TD-LTE”技术的应用[J]. 科技管理研究,2015,12:95-100.
[5]刘芳白. TD-LTE技术在电力系统的应用前景探讨[J]. 中国新通信,2014,01:71-72.
论文作者:郑堪饮
论文发表刊物:《基层建设》2016年18期
论文发表时间:2016/11/16
标签：技术论文; 载波论文; 频谱论文; 无线通信论文; 通信技术论文; 电力论文; 电网论文; 《基层建设》2016年18期论文;