电力无线专网频谱监测系统规划及评估方法研究
上海机场1.8ghz频率使用率的检测与研究
上海机场1.8GHz频率使用率的检测与研究文/仇佳吟 虞启亮随着无线电技术手段的不断发展与设备种类的日益繁多，频谱资源显得愈加紧缺，因此对无线电频谱资源的有效利用变得极为重要。
2019年，上海市经济和信息化委员会就上海机场1.8GHz 频段专网开展了频率使用率检测，同时开展了对频率使用率检测评估方法的研究，为实现频谱资源的精准供给、缓解频谱资源的结构性供需矛盾，提供了客观的评价方式方法。
上海机场1.8GHz专网建设及应用根据上海虹浦民用机场通信有限公司现有1.8GHz专网建设情况，上海虹桥国际机场（以下简称“虹桥机场”）与上海浦东国际机场（以下简称“浦东机场”）1.8GHz专网按照区域覆盖率95%设计建设。
具体来看，虹桥机场已建宏站3个，共设置5个小区，分别位于虹桥西区、航管楼和中货航大楼；T2航站楼室内分站点7个，共设置小区16个；T1航站楼A楼室内分站点4个，共设置小区9个；T1航站楼B楼室内分站点3个，共设置小区6个。
主要覆盖区域包含了虹桥机场室外主要的道路、停机坪和跑道等主要工作区域，T1航站A楼B楼、T2航站楼内所有工作区域。
浦东机场已建宏站6个，共设置小区17个，分别位于浦东塔台、行政楼、东航物流、东航综合楼、卫星厅s1和s2六个位置；T1航站楼室内分站点4个，共设置小区7个；T2航站楼室内分站点4个，共设置小区9个；T2航站楼廊桥区域的室外站点6个，共设置小区6个；卫星厅室内分站点17个，共设置逻辑小区28个。
主要覆盖区域包含了浦东机场室外大部分道路和停机坪、远机位等主要工作区域，T1和T2航站楼、卫星厅的室内区域。
目前，虹桥机场暂无1.8GHz的用户，浦东机场的网络用户设置基站为东航物流站点。
卫星厅的用户为机场的专业支持部门，投入终端数量约为80个，每天实际工作的终端数量约为厅或其他相关作业区使用。
模）等指标进行评价。
”因此，在上海机场频率使用率评价过程中，主要考量了这四个指标数据。
电力系统无线测温方案
电力系统无线测温方案一、系统概述本无线测温系统专为电力系统设计，采用先进的无线通信技术和高精度温度传感器，实现对电力设备关键部位温度的实时监测。
系统具备彩色显示功能，直观展示温度数据及状态信息，同时具有灵活可设的参数和方便的操作界面，能广泛应用于变电站、配电室、输电线路等场景。
二、系统组成（一）温度传感器1. 采用高精度、低功耗的数字式温度传感器，测量范围广（-55℃至 125℃），精度可达±0.5℃。
2. 传感器体积小巧，便于安装在各类电力设备的接触点、连接点等部位，如开关柜触头、母线接头、电缆接头等。
（二）无线传输模块1. 基于 ZigBee、LoRa 或蓝牙等无线通信技术，确保数据传输的稳定性和可靠性。
2. 低功耗设计，延长传感器的使用寿命。
（三）数据集中器1. 负责收集来自各个传感器的温度数据，并进行初步处理和存储。
2. 具备以太网、RS485 等通信接口，可与上位机系统进行数据交互。
（四）上位机软件1. 基于 Windows 操作系统开发，具有友好的人机界面。
2. 彩色显示界面，以直观的图表、曲线等形式展示温度数据及变化趋势。
3. 支持灵活的参数设置，如报警阈值、采集周期、通信频率等。
4. 具备数据存储和查询功能，可保存历史温度数据，便于后续分析和追溯。
三、系统功能（一）实时温度监测1. 系统实时采集各监测点的温度数据，更新频率可根据实际需求设置。
2. 在彩色显示屏上实时显示各监测点的温度值，并以不同颜色区分正常、预警和报警状态。
（二）温度报警功能1. 用户可根据电力设备的运行要求，灵活设置温度报警阈值。
2. 当监测点温度超过阈值时，系统立即发出声光报警，并在显示屏上突出显示报警信息。
3. 支持短信、邮件等方式将报警信息推送至相关人员，确保及时处理异常情况。
（三）数据分析与统计1. 系统对采集到的温度数据进行分析和处理，生成日报表、月报表、年报表等统计报表。
2. 以曲线、柱状图等形式展示温度数据的变化趋势，帮助用户分析设备的运行状况和潜在故障。
频率占用度的相关研究
频率占用度的相关研究霍莉【摘要】无线电监测技术为我国通信事业的发展到了重要的作用。
伴随着无线电技术的发展，如何充分提高无线频谱利用效率成为亟待解决的技术问题。
由此，文章特以频率占用度分析为例，依托无线电管理技术进行数据采集和分析，从时域、频域、空域等各维度评估相关频段利用效率等频谱使用情况，对其应用展开了研究与探索。
%With the rapid development of the times, scientiifc technology is also continuously moving toward new development height, at the same time, injecting new vigor and vitality into the development of the ifeld. Radio monitoring technology is playing an important role in the improvement of China’s telecommunications industry. Along with the development of radio technology, how to fully improve the wireless spectrum utilization efifciency has become a technical problem to be solved. Thus, this paper takes frequency occupancy for an example to analyze, relying on radio management technology for data collection and analysis, launched the research and exploration of its application from the time domain, frequency domain, airspace dimensions to evaluate the use of spectrum usage in the relevant frequency band.【期刊名称】《无线互联科技》【年(卷),期】2016(000)015【总页数】2页(P119-120)【关键词】频域;空间;占用度【作者】霍莉【作者单位】晋中市无线电管理局，山西晋中 030600【正文语种】中文为了掌握频谱在空间占用度的利用情况，文章对频率空间占用度展开了分析与研究。
电力无线宽带专网解决方案
下行:108Mbps
四、LTE专网优势-时隙配比优势
视讯类
移动互联网类
其它类
移动搜索 移动广告 移动社区网 络
……
上下行配 置类别 编号
0 1 2 3 4 5 6
上下行 配置比
3:1 2 :2 1:3 3:6 2:7 1:8 5:4
帧编号 0 123456789 D SUUUDSUUU D SUUDDSUUD D SUDDDSUDD D SUUUDDDDD D SUUDDDDDD D SUDDDDDDD D SUUUDSUUD
四、LTE专网优势-应用优势
技术优势 频谱优势
TD-LTE是我国拥有自主知识产权的、面向4G的技术，相对 3G等无线接入技术，带宽有革命性的突破，各种业务QOS得到了很
好的保证；拥有自主知识产权，网络也更加安全可靠。
TDD频谱资源丰富，不需要对称性，容易获取，投资性价 比高，特别是政务网建设上得到了政府的支持。
电力无线宽带专网解决方案
GLOBAL MOBILE BROADBAND NETWORK INTEGRATED SERVICE PROVIDER
一、电力通信网概述
配电自动化主站
供电企 业信息 集成
配电GIS
变电所自动化
通信网络
馈线自动化 用电自动化
➢城市10kV线路全年 平均利用率在30%以 下，美国为43％，最 大负荷时刻，平均负 载率普遍在40～50% 以下，而东京为75% 以上； ➢供电可靠性方面， 2009年全国城市用户 年平均停电时间为 9.111小时，而东京为 5分钟。
作为整个系统中必不可缺的就是安全的传输网，LTE专网设计使用不同频段既能够保证所 采集的数据能够无干扰安全的传输到数据中心，也能够安全准确无误的将数据中心的信令下传 给智能采集设备。
无线电频率占用度测量要求及方法
频 电
4.1 对场地的要求
家线
国 无 测量场地需满足要求，才能得到能够反映客观实际的测试结果，一般应满足以下条件：
家 a) 远离大功率无线电发射电台； 国 b) 远离可能引起反射的楼房和建筑物；
c) 远离各类噪声源；
d) 位于待测量无线电业务系统的发射覆盖区域内。
4.2 对设备的要求
设备的以下功能有助于更好的完成占用度测量，可根据测试电磁环境以及频段的特点， 结合测量实际需要考虑取舍。
3 术语和定义
测理
监管
3.1 监测时长
电谱
线 频 系统完成一次占用度测量的全部时间。
无电
3.2 信道观测时间
家线
国 无 系统对一个信道进行测量所需的时间。
3.3 测量周期
家 国
系统完成所有被测信道的测量并返回初始信道的一个周期的时间。
3.4 信道数量
被测频段包括的全部信道的数量。
3.5 平均发射时长
被测频段典型业务信号的平均发射时长。
3.6 扫描步进
占用度测量时设定的频段扫描步进值。
1
3.7 信道占用度测量门限电平
进行信道占用度测量时参照的判决门限电平。
3.8 信道占用度时间分辨率
对信道占用度数据进行统计的时间间隔。
3.9 频段占用度判决门限
根据信道占用度数据对频段占用度进行统计计算的占用度判决门限。
8 占用度数据交换标准格式
占用度数据交换的标准格式应符合“ITU-R SM.1809 建议书 无线电监测站登记和测量
使用的数据交换标准格式”中的描述。
频段占用度基于频段扫描信道占用度结果统计生成。 基于某一频段的信道占用度测量结果，所有占用度数据大于频段占用度判决门限（可调） 的信道即认为被占用，用所有被占用的信道数除以该频段的总信道数，即为频段占用度。
无线专网实施方案
无线专网实施方案一、引言。
随着信息技术的不断发展，无线通信技术在各行各业的应用越来越广泛。
无线专网作为一种特殊的无线通信网络，具有独立的频谱资源、独立的管理和控制系统，能够为特定行业或特定应用提供高可靠、高安全性的通信服务。
本文将针对无线专网的实施方案进行详细介绍，以期为相关行业提供参考。
二、需求分析。
在确定无线专网实施方案之前，首先需要进行需求分析。
针对特定行业或特定应用的通信需求进行详细调研，包括通信范围、通信质量、通信安全等方面的要求。
同时需要考虑未来的发展需求，确保无线专网实施方案具有良好的扩展性和升级性。
三、技术选型。
在确定无线专网实施方案的技术选型时，需要综合考虑多种无线通信技术，包括LTE、5G、Wi-Fi等。
根据需求分析的结果，选择适合的技术方案，并进行系统集成和优化，确保无线专网能够满足特定行业或特定应用的通信需求。
四、网络规划。
无线专网的网络规划是实施方案的重要组成部分。
需要进行详细的覆盖规划和容量规划，确保无线专网能够实现全面覆盖，并能够满足大规模用户同时接入的需求。
同时需要考虑网络的可靠性和安全性，采取相应的措施进行保障。
五、系统集成。
系统集成是无线专网实施方案的关键环节。
需要对各个子系统进行整合，包括基站系统、核心网系统、传输系统等，确保各个系统之间能够协同工作，实现无缝的通信服务。
同时需要进行系统测试和调试，确保系统能够稳定运行。
六、运维管理。
无线专网的运维管理是实施方案的重要保障。
需要建立完善的运维管理体系，包括故障监测、故障定位、故障处理等环节，确保无线专网能够稳定可靠地运行。
同时需要进行性能监测和优化，及时发现并解决潜在问题。
七、安全保障。
无线专网的安全保障是实施方案的重要内容。
需要建立完善的安全管理体系，包括数据加密、用户认证、访问控制等措施，确保无线专网能够抵御各种安全威胁。
同时需要建立应急响应机制，及时应对安全事件。
八、总结。
综上所述，无线专网的实施方案涉及多个方面，需要综合考虑各种因素，确保无线专网能够满足特定行业或特定应用的通信需求。
面向无线电监测与管理的可视化技术综述
区域治理CASE面向无线电监测与管理的可视化技术综述甘肃省无线电管理委员会办公室酒泉管理处（甘肃省无线电监测站酒泉监测站） 周雁摘要：面对无线电技术应用的快速发展，无线电管理技术机构需要及时完善技术手段，提升对无线电相关设备的测试能力。
在日常的无线电管理工作中，无线电监测技术被应用于各类无线电台站和无线电设备的监管、重大活动的无线电安全保障，以及协助司法机构对各类非法台站进行鉴定等工作中。
基于此，本文就面向无线电监测与管理的可视化技术进行详细探究。
关键词：无线电监测；管理；可视化技术中图分类号：E962 文献标识码：A 文章编号：2096-4595（2020）31-0190-0001一、概述无线电管理部门需要对其管辖范围内存在的无线电通信行为进行监测与管理。
监测与管理的基础是对各类仿真模型或监测设备获得的电磁大数据进行观察、分析和理解。
通常电磁大数据主要包含模拟仿真数据、实际监测数据和监测加工数据3大类。
（1）模拟仿真数据。
指无线电磁波辐射范围仿真数据，这类数据无法从监测设备完整获取，但可以通过综合无线电设备的参数和环境因素进行数值模拟[1]；（2）实际监测数据。
指无线电频谱监测数据，这也是无线电日常监管中最常用的直接监测数据，它以帧为基本单位，每帧记录某时刻监测频段内各频点的电磁波振幅情况；（3）监测加工数据。
指在频谱监测数据的基础上，通过加工处理获得的各类非直接监测数据，如可描述每个信号多维特征的结构化无线电信号数据，还包括公共频率库、授权台站库、电磁知识库等基础数据资源。
二、无线电管理工作现状（1）频谱资源的需求持续增加。
5G对高、中、低三个频段频谱资源均提出了巨大的需求。
目前，我国5G毫米波频段频率规划还未发布，对5G的三大类应用场景未能形成有效全覆盖。
此外，5G专网、车载雷达、工业互联网等领域还存在较大的资源缺口。
同时，已审批的频率重耕、回收、再利用难度大，仍有部分优质中、低频段资源利用效率不高，频谱资源呈现结构性紧缺。
3G VPDN专网在无线电监测网中的应用探讨
Ｍｏｎｔ ｒｎ ＆ Ｄｅ ｅ ｔ ｎ ｉ ｉｇ ｏ ｔ ｃｉ ｏ
３ ＤＮ 网 Ｇ ＶＰ 专 在 无 线 电监 测 网 中 的应 用 探 讨
■ 成 都 华 日通 讯 技 术 有 限 公 司 张锐
摘 要 ：对 国内电信运营企业３ 技术体制进行了比较 ．介 绍了３ Ｐ Ｎ Ｇ Ｇ Ｖ Ｄ 专网的定义和概念 分析 了 建立３ Ｖ Ｄ 的准 备工作 及通信 建立过程 ．并对其安全性 、优缺点进行 了描述 ；对３ Ｖ Ｄ 专网和 常见 Ｇ ＰＮ Ｇ ＰＮ 的通信方式进行 了比较 ，探讨了３ Ｐ Ｎ 网在无线 电监测 网中的应用 。 ＧＶ Ｄ 专
应用成 为可能 。
２ ＶＰ ＤＮ专 网
Ｖ Ｄ （ ｉｕ ｌＰｉ ｔ Ｄａ Ｎ ｔ ｒ）又 称 虚拟 拨 号 Ｐ Ｎ Ｖｒ ａ ｒ ａ ｉｌ ｅｗｏｋ ｔ ｖｅ
１ ３ 技 术 Ｇ
３ Ｇ泛 指 第 三 代 移 动 通 信 技 术 是 指 支 持 高 速
数 据 传输 的蜂 窝 移 动 通 信 技 术 。 目前 ，我 国 ３ Ｇ存 在
中 国 自有 ３ 技 术 Ｇ 简评
获 技 术 优 秀 但 产 业 链 技 术 最 完 善 ．产 业 及 核 心 技 术 的 开 放 性 链 完 善 ．全球 用户 不 够 最 多
Ｃ ＭＡ Ｏ ０ 张 牌 照 。 随 着 运 营 商 对 ３ 投 入 Ｄ ２Ｏ － Ｇ
的 不 断 增 加 ，其 网 络 覆 盖 质 量 和 业 务 成 熟 度 得 到 不 断 提 升 ，这 使 得 ３ ＶＰ 专 网 在 无 线 电监 测 网 中 的 规 模 Ｇ ＤＮ
代表运营商 中国移动
Ｓ ｒ Ｔ 日本Ｋ Ｄ 、 ｐｌ ｎ ＤＩ
中国电信 印 度
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ＤＯＩ:１０.１２１５８/ｊ.２０９６￣３２０３.２０１９.０４.００９２０１９年７月ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ第３８卷 第４期电力无线专网频谱监测系统规划及评估方法研究姚继明１ꎬ张浩１ꎬ韦磊２ꎬ郭经红１(１.全球能源互联网研究院有限公司ꎬ北京１０２２００ꎻ２.国网江苏省电力有限公司ꎬ江苏南京２１００２４)
摘 要:电力无线专网频谱监测系统对保障电力无线专网的服务质量和提高专网管理水平具有重要意义ꎬ科学合
理的规划部署和成效评估有利于降低系统建设成本并提高系统监测性能ꎮ文中面向电力无线专网应用场景ꎬ考虑业务分布特征和监测需求ꎬ设计了基于电力业务分布特征的监测系统规划流程ꎬ综合考虑监测能力、建设成本、使用效率等因素ꎬ构建多维度的规划成效评估指标体系ꎬ提出基于复合权重的部署成效评估计算方法并进行案例分析ꎮ分析结果表明ꎬ所提评估方法可综合评估不同规划算法在系统部署中的适配性ꎬ有利于形成科学的部署方案ꎬ促进频谱监测资源的最优化利用ꎬ指导频谱监测系统建设ꎮ关键词:电力无线专网ꎻ频谱监测ꎻ干扰定位ꎻ规划部署ꎻ成效评估
中图分类号:ＴＮ９２５ 文献标志码:Ａ文章编号:２０９６￣３２０３(２０１９)０４￣００６２￣０６
收稿日期:２０１９￣０１￣１１ꎻ修回日期:２０１９￣０３￣０１基金项目:国家电网有限公司科技项目(５４５５ＨＴ１８０００８)
０ 引言近期ꎬ工业和信息化部发布了«关于调整２２３￣２３５ＭＨｚ频段无线数据传输系统频率使用规划的通
知»ꎬ调整了２３０ＭＨｚ频段频率使用规划ꎬ保障能源互联网的频率需求ꎬ为电力无线专网系统[１—３]在电力行业中的应用提供重要支撑基础ꎮ面向电力无线专网的频谱监测系统ꎬ综合利用各类电磁频谱监测手段采集无线专网频段的频谱环境数据ꎬ利用实时和长期监测的结果ꎬ形成频谱特性基础数据库ꎬ实现频谱特性定性分析ꎬ弥补现有网管、优化等系统的不足ꎬ提升频谱资源利用率ꎬ提高干扰查处响应速度ꎬ进而指导电力无线专网的运行、运维优化等工作ꎮ科学合理的监测系统部署ꎬ是提高硬件资源利用效率和降低部署成本的前提ꎮ对监测装置部署优化需要解决两方面的问题ꎬ一是面向电力无线专网场景的系统规划方法ꎬ二是规划部署方案的成效评估ꎮ文献[４]开展了无线电监测站部署效率评估与优化方法研究ꎬ建立监测传感器网络部署效率评估指标体系ꎬ以监测覆盖率和部署效率最大化为准则ꎬ达成部署优化的目的ꎮ但评估指标体系还比较简单ꎬ无法全面准确评估部署成效ꎮ文献[５]提出了一种基于用频计划的监测设备部署优化方法ꎬ根据实际的用频计划提取出包含监测区域、时间和频段的监测要求ꎬ结合监测设备的监测能力ꎬ运用改进的多目标遗传算法ꎬ达到了监测设备部署优化的
目的ꎬ该文献主要侧重于对系统部署覆盖率优化的研究ꎬ没有考虑建设成本等其他因素ꎬ也没有建立具体的评价体系ꎮ文献[６]提出电磁环境监测传感器部署效率评估方法ꎬ以待评估方案与理想方案的贴近度作为部署效率评估指标ꎬ建立了部署效率评估指标体系ꎬ提出了基于逼近理想解排序法(ＴＯＰＳＩＳ)和网络分析法(ＡＮＰ)的综合评估方法ꎮ
文中主要也是评估系统的监测能力ꎬ评价体系不够全面ꎮ面向电力无线专网的频谱监测系统不同于无线电管理委员会的全区域特性ꎬ而是针对电力无线专网覆盖的区域进行监测ꎬ而且针对不同业务分布区域存在监测和定位２种部署需求ꎮ基于以上背景ꎬ文中开展具体研究ꎬ首先开展频谱监测系统的必要性分析ꎬ并对频谱监测系统的架构及规划流程进行设计ꎬ之后开展对规划部署方案的成效评估体系和算法的研究ꎬ最后进行仿真分析并得出结论ꎮ
１ 频谱监测系统架构及规划
随着电力无线专网的大规模试点推广应用ꎬ建设面向电力无线专网的频谱监测系统[７—８]十分必要ꎬ分析如下:(１)工信部文件中明确提出“系统投入运行２ａ内ꎬ频段占用度应不低于７０％”ꎬ需要提供对频率占用情况进行统计的手段ꎬ以便用频管理ꎻ(２)掌握整个专网的无线频谱态势ꎬ绘制无线专网信号覆盖区域图和场强图ꎬ便于电力业务开通和运维优化ꎻ(３)定位和分析无线专网面临的各类干扰:传统２３０电台与２３０专网之间的共存干扰ꎻ不同网省地域邻区出现的同系统之间的合法干扰ꎻ其他非法干扰ꎮ通过该系统的建设ꎬ有利于保证电力业
２６务可靠传递ꎬ维护空中无线电波秩序ꎬ有效科学利用有限、离散的频谱资源ꎬ降低各类无线系统的相互影响ꎬ建立和完善无线电监测手段ꎬ对实施科学的无线专网系统管理具有重要的现实意义ꎮ１.１ 频谱监测系统架构无线电监测是采用技术手段和一定的设备对无线电发射的基本参数和频谱特性参数(频率、射频电平、发射带宽等)进行测量ꎻ对模拟信号进行解调监听ꎻ对数字信号进行频谱特性分析ꎻ对频段利用率和频带占有度统计测试分析ꎻ测试统计指配频率使用情况ꎬ以便进行合理、有效地频率指配ꎻ并对非法电台和干扰源测向定位进行查处ꎮ频谱监测各项指标计算统计方法以ＩＴＵ￣ＲＳＭ建议书为准则ꎬ如频谱占用度是指某一特定频率上在一定时间周期内存在信号的概率ꎮ既可指单一频率上所有发射信号存在的时间概率ꎬ也可指在一个频段的所有频率上发射信号存在的时间概率[９—１０]ꎮ整个系统功能架构包括前端的频谱采集终端、回传的通信网络以及后台的综合分析系统ꎬ如图１所示ꎮ前端采集终端针对不同覆盖区域的站址分布和业务分布特征进行部署ꎬ实现现场的频谱数据采集ꎻ回传网络解决现场频谱采集数据的传输问题ꎬ实现频谱数据的可靠实时回传ꎻ综合分析系统ꎬ实现频谱态势分析、资源占用统计、非法干扰定位等功能ꎬ满足频谱监测和干扰定位的需求[１１]ꎮ图１ 系统功能架构Ｆｉｇ.１ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ１.２ 面向专网场景的监测系统规划方法公网无线通信系统的建设目标是实现无线信号的无缝覆盖ꎬ通过频谱监测可及时掌握频率资源的利用情况ꎬ需要建设全覆盖的频谱监测系统ꎬ而对于电力无线专网来说ꎬ无线信号主要覆盖电力业务区域ꎬ频谱监测系统的建设是通过合理规划的手段在经济成本最优的情况下来满足区域性的覆盖要求ꎬ同时ꎬ电力无线专网还需重点考虑频率的干扰情况ꎬ这是因为电力无线专网承载了精准负荷控制、配电自动化等控制类业务ꎬ这类业务相对于采集类业务对网络质量要求更高ꎬ必须及时发现影响通信质量的各类隐患(如非法干扰)并进行消除ꎬ以便保证重要业务的可靠传输ꎮ频谱监测系统的规划不仅要考虑到频谱监测的需求也需满足干扰定位的需求ꎬ科学选择站址部署是关键ꎮ具体的规划流程如图２所示ꎮ
图２ 频谱监测系统规划设计流程Ｆｉｇ.２ Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｓｐｅｃｔｒｕｍｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｐｌａｎｎｉｎｇａｎｄｄｅｓｉｇｎ(１)首先获取电力无线专网的信号覆盖面积和
重点业务分布情况ꎮ频谱监测系统是对电力无线专网的无线环境进行分析ꎬ圈定无线专网的信号覆盖面积是进行有效部署和分析的前提ꎬ而分析重点业务分布情况的目的是便于保护重点业务的用频安全ꎬ具体来说ꎬ针对这类重点业务区域的无线环境ꎬ通过部署频谱监测装置ꎬ形成定位区域ꎬ可及时发现和定位非法干扰ꎬ进而为保障重点业务的用频安全提供保证ꎮ(２)结合现有电力无线专网站址分布、地形条
件、使用频率、重点业务分布等因素ꎬ明确监测覆盖面积、定位覆盖面积的覆盖目标(侧重于覆盖面积)ꎬ以及监测覆盖率、定位覆盖率等参数要求(侧重于覆盖率)ꎮ监测覆盖是指频谱监测的范围ꎬ主要用于频率资源占用度统计等目的ꎬ定位覆盖面积是指基于无线干扰定位算法(如ＴＤＯＡ定位算法[１２―１４])ꎬ所形
成的能够进行非法干扰定位的覆盖面积ꎬ一般来说ꎬ从建设成本考虑ꎬ定位覆盖面积主要针对的是电力比较重要的业务范围(比如控制类业务)ꎬ以便及时发现干扰ꎬ降低对生产控制的影响ꎬ而且定位
３６姚继明等:电力无线专网频谱监测系统规划及评估方法研究组合的监测装置可以进行监测ꎬ但能监测的装置不一定能构成定位组合ꎬ所以ꎬ定位覆盖面积一般要小于监测覆盖面积ꎮ监测覆盖面积的定义:假设单个监测装置的监测面积为ＳＡꎬｉ
ꎬ不同监测装置的监测面积可能会有
重合ꎬ因此整个系统的监测覆盖面积应为所有监测装置可监测的有效面积的并集集合ꎬ监测覆盖面积ＳＡ可以表示为:
ＳＡ＝∪Ｋｉ＝１ＳＡꎬｉ
(１)
式中:Ｋ为监测装置数量ꎻｉ为监测装置的编号ꎮ定位覆盖面积的定义:假设满足定位条件的某３个节点(基于ＴＤＯＡ算法)构成的干扰定位区域面
积为ＳＲꎬｉ
ꎬ整个系统的定位覆盖面积应为所有定位
组合可定位区域的并集集合ꎬ定位覆盖面积ＳＲ可以表示为:ＳＲ＝∪Ｈｊ＝１ＳＲꎬｊ
(２)
式中:Ｈ为满足定位条件的定位集合的数量ꎻｊ为定位集合内定位组合的编号ꎮ(３)结合现有电力无线专网站址和重点业务分
布ꎬ采用不同的规划算法(如遗传算法[１５]、聚类算
法[１６]、智能优化方法等[１７])ꎬ分别拟定初步部署方
案ꎬ计算单个监测装置的覆盖面积ꎬ分析部署方案的联合覆盖能力ꎬ计算监测覆盖率、定位覆盖率ꎮ文中采用不同的规划算法是为了更好的寻找符合实际部署环境的方案ꎬ而不是针对所有场景采用同一种算法进行不同的优化ꎮ(４)判断监测覆盖目标和定位覆盖目标是否满
足设计要求ꎬ如果否ꎬ调整部署方案ꎬ包括不仅限于增加装置数量、调整部署位置、调整监测参数等手段ꎻ如果是ꎬ进入下一步ꎬ进行部署效率方案评估ꎮ(５)采用基于复合权重的部署效率评估方法对
所有符合条件的方案部署效率进行评估ꎬ获得不同方案的效率评估结果ꎮ(６)对效率评估结果进行排序ꎬ确定最优部署
方案ꎬ完成部署规划设计ꎬ开展系统建设ꎮ２ 频谱监测系统部署效率评估
为评估不同部署优化方案的科学性和合理性ꎬ文中提出基于复合权重的主客观结合的部署效率评估方法ꎬ下面对该方法进行详细介绍ꎮ２.１ 评估指标体系分解
整个部署效率评估体系从３个维度来进行构建ꎬ分别是监测能力Ｍ、部署成本Ｃ和使用效率Ｕꎬ如图３所示ꎮ
图３ 监测系统部署成效评估体系分解Ｆｉｇ.３ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｆｏｒｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ
对３个维度的评估指标进行分解:监测能力包括定位覆盖率、监测覆盖率、单站监测性能ꎮ其中定位覆盖率、监测覆盖率的计算方法如下ꎮ监测覆盖率:监测装置部署优化的目的是用最小的装置实现最大的监测覆盖率ꎬ对于电力无线专网的区域监测ꎬ多个装置协同监测覆盖率Ｑ由下式确定:
Ｑ＝ＳＡＸ×１００％(３)
式中:Ｘ为监测任务区域总面积ꎮ定位覆盖率:定位覆盖的目标是实现所有重点业务分布区域的最大覆盖ꎬ保证控制业务的用频安全ꎬ多个定位组合的协同定位覆盖率Ｇ由下式确定:
Ｇ＝ＳＲＹ×１００％(４)
式中:Ｙ为重要业务覆盖的区域总面积ꎮ单站监测性能是指单个监测装置的监测覆盖面积ꎬ其影响因素包括传播条件、天线增益、监测灵敏度、监测目标频段、部署高度等ꎮ部署成本包括设备硬件成本、部署数量和配套成本ꎮ硬件成本的评估可从２个方面进行评估:(１)设备的灵敏度(灵敏度越高ꎬ对器件性能的要求越高ꎬ成本越高)ꎻ(２)监测的频段范围(不同的频段范围使用不同的监测射频模块ꎬ影响设备成本)ꎮ部署数量同样也是影响部署成本的重要因素ꎬ配套成本包括监测数据的回传通道成本(有线部署的成本大于无线成本ꎬ无线公网的成本大于无线专网的成本)、挂高塔架、装置外壳安全防护等成本ꎮ设备使用效率Ｕ包括时间占用度、频段集中度、覆盖冗余度ꎮ时间占用度是指单台设备一个周期内的工作时间ꎬ比如２４ｈ内的监测工作时间或者一周时间内