CN107682866A - 电力系统专网整体优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电力系统专网整体优化方法，针对现有技术的不足，包括以下步骤：步骤一：在电力系统专网规划时进行基站选址优化；步骤二：在电力系统专网建设时进行稳定性优化；步骤三：在电力系统专网运行时进行运行优化。本发明首先做好覆盖优化，在覆盖能够保证的基础上进行业务性能的优化，最后进行整体优化。

Description

电力系统专网整体优化方法

技术领域

本专利涉及电网通讯设备整体优化方法，具体涉及一种具有较高通信安全性和稳定性的电力系统专网整体优化方法。

背景技术

电力通信网作为电网的重要组成部分、技术支撑手段和基础平台设施，在保障电网安全运行、市场经营和公司现代化管理等方面发挥着重要的作用。

经过多年的建设，电网通信接入网已经初具规模，通过光纤网络结合公网租赁信道对全省电网的信息通信进行支撑，对提高供电的可靠性，提升服务水平和企业形象起到了重要的支撑作用。但随着电力终端规模和业务应用形式的不断扩大背景下，逐步暴露出一些问题，光纤网络主要体现在投资高、覆盖难、维护困难、建设周期长等问题。电力业务终端点多面广，光纤网络为代表的有线网络很难做到全面快速覆盖。租赁无线公网信道则存在电力数据不安全、通信网络不可控、同公众竞争信道、累年高额租赁费、以及2G/3G面临退网需要更换终端等问题。基于以上原因，电力公司建设自己的无线专网成为一种必然方向。

现有的解决方式之一是把TD-LTE230无线专网技术引入智能电网，有效解决电网末梢“最后一公里”业务接入问题，为各种电力业务的承载提供可靠保障，为将来无线专网的全面推广提供建设、管理和应用经验。但是目前TD-LTE230无线网络没有较好的基站选址方法，基站选址需要人工通过经验选取，主观性导致选址的位置不佳，致使基站的选址成本较高，效率较低。

中国专利公开号CN104378769，公开日2015年2月25日，发明创造的名称为基于覆盖预测的TD-SCDMA基站规划点自动选点方法，该申请案公开了基站规划点自动选点方法核心步骤包括：采集宏基站小区信息，得到集合A；计算集合A内小区经纬度最大值和最小值并按步长进行取整；将经纬度从最小到最大值按步长分割；按照经纬度配对，得到集合B；对集合B属性初始化；采集集合B的栅格地物信息等。其不足之处是移动网络对应的终端大多为移动终端，而一般电网建设的时候需要的终端是固定的终端，固定的终端可以尽可能的靠近基站，同时可以考虑传输路径中的高遮挡物的阻隔，因此针对电网建设一个专网的时候可以通过合理的规划选址达到更好的通信效果。同时，电网设备的安全性和可靠性的要求比移动网络更高，因此，需要研发一种LTE230电力系统专网优化方法。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术电网设备的安全性和可靠性的要求比移动网络更高，因此需要对现有电网通信网络进行进一步优化，针对现有公网技术的不足，本发明在现有技术的基础上提供了一种具有较高通信安全性和稳定性的电力系统专网整体优化方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电力系统专网整体优化方法，包括以下步骤：

步骤一：在电力系统专网规划时进行基站选址优化；

步骤二：在电力系统专网建设时进行稳定性优化；

步骤三：在电力系统专网运行时进行运行优化。

本发明针对现有技术的不足提供了三方面的优化，从基站选址优化、设备建设的时候进行稳定性优化和运行时的运行优化三方面进行加强，根据电网通信网络自身特色，根据电网终端设备多属于固定设备的特色进行针对想优化，特备是在基站选址上，直接选择靠近电网终端设备或具有较高通信安全性的地址进行基站建设就可以解决绝大部分的网络问题。

作为优选，在步骤一时：

对规划范围内的预选基站进行组合，得到若干种基站组合方案，

以基站规划目标函数为依据，选择满足基站规划目标函数的基站组合方案为基站规划方案，

通过基站覆盖范围内的流量密度评估基站的建设优先级。

本发明由于针对的是固定设备，因此可以通过流量密度的计算选择合适的覆盖范围，达到相应的技术效果。本发明中的终端设备一般都是固定的终端，本发明中的移动终端数量不多，一般包括移动检修设备，数据用量不大，因此在本发明中暂不考虑。电力系统自有基站备选点一般为电力系统自有物业，公共基站备选点选用外租基站，电力系统自有物业维护方便，管理便捷，同时租用成本较低，因此在基站选择中首选是电力系统自有基站备选点。

作为优选，在执行步骤二时，对电力系统专网配置两个地位均等且独立，由基站来实时判断业务附着的核心网元。最佳系统覆盖，覆盖是优化环节中极其重要的一环。在系统的覆盖区域内，通过调整天线、功率等手段使最多地方的信号满足业务所需的最低电平的要求，尽可能利用有限的功率实现最优的覆盖，减少由于系统弱覆盖带来的用户无法接入网络或掉话、切换失败等。

作为优选，在执行步骤三时，检测电力系统专网的运行状态，并调整天线和发射功率实现最佳覆盖。工程建设期可根据无线环境合理规划基站位置、天线参数设置及发射功率设置，后续网络优化中可根据实际测试情况进一步调整天线参数及功率设置，从而优化网络覆盖。系统干扰最小化，干扰一般分为两大类，一类是系统内引起的干扰，例如覆盖不合理、参数配置不合适、GPS跑偏、RRU工作不正常等；另一类是系统外干扰。这两类干扰均会直接影响网络质量。通过覆盖优化，调整各种业务的功率参数、功率控制参数、算法参数等，尽可能将系统内干扰最小化；通过外部干扰排查定位，尽可能将系统外干扰最小化。

作为优选，对预选基站进行组合时包括以下子步骤：

步骤11：将规划范围内的预选基站分为M类，对所有基站进行编号，i表示基站编号；

步骤12：将目标区域进行栅格划分并编号，j表示栅格编号；

步骤13：选择与栅格j距离最小的f个基站，A_j为所述f个基站的编号的集合；

步骤14：通过计算集合A_j中的基站k到栅格j的功率大小，确定栅格j最终落入的基站i；

步骤15：统计落入基站i的栅格数N_i；

步骤16：按照基站组合原则，对基站进行组合，得到若干个基站组合方案；基站组合方案满足目标区域的网络覆盖率的要求，如果基站组合方案的网络覆盖率大于规划区域的网络覆盖率阈值，则该基站组合方案有效。

作为优选，所述集合A_j中的基站k到栅格j的功率为P_k*L_kj，其中k∈A_j，P_k为基站k的发射功率，L_kj表示基站k到栅格j的路径损耗，L_kj＝|d_kj|^α*l₀；其中l₀为路径损耗系数，α∈[2，5]，α的值代表相应的网络场景，d_kj为栅格j的中心到基站k的距离；根据i＝arg max{P_k*L_kj}，确定栅格j最终落入的基站i；

所述的基站规划目标函数为：max(W₁，W₂，...，W_g)，其中W_q为第q种基站组合方案的优选比重，q∈[1，g]，w_rq为第q种基站组合方案所包含的第r类基站的优选系数，N_rq为第q种基站组合方案所包含的第r类基站的个数，g表示总共产生的基站组合方案的个数；选择比重最大的基站组合方案为基站规划方案。

作为优选，所述基站规划方案中基站i的建设优先级由基站i覆盖范围内的流量密度决定，所述流量密度

其中：T_c：是业务c的单终端速率需求，n为电力业务类型数，c∈n；K_c：是业务c的并发系数；

Nc：是基站i范围内不同业务的终端数目，与Tc相对应；

S：基站i覆盖范围总面积。

作为优选，选择比重最大的基站组合方案为基站规划方案后，检验栅格j落入的基站B_h是否属于基站规划方案；如果栅格j落入的基站不属于基站规划方案，将栅格j划入B_h+1基站；判断所有栅格是否检验完毕，如果是，重新统计基站i覆盖范围内所包含的栅格的个数，计算覆盖率；如果修正后的覆盖率满足规划范围内的覆盖需求，则依照该基站规划方案建造基站；如果修正后的覆盖率不满足规划范围内的覆盖需求，重新构建基站规划方案。

作为优选，在执行步骤二时，配置两个核心网元EPC设备，两个核心网元EPC设备与基站eNB之间采用S1 FLEX方式全互联，两个核心网元EPC设备与主站服务器之间全互联，两个核心网元EPC设备按照POOL的方式进行组网，两个核心网元EPC设备与基站同时连接且同时工作，形成两个相同网络结构的核心网，在执行业务时，两个核心网中有一个核心网为备用的核心网，LTE230电力系统专网的终端设备按照基站eNB上MME的顺序配置，终端设备附着在配置优先并且工作正常的核心网上进行业务，当基站检测到一个主核心网故障时，基站会检测到基站设备与核心网设备间链路状态异常，将对附着到该核心网的通信模块发起释放，释放的通信模块重新发起附着，基站将通信模块接入到备核心网设备上。

作为优选，终端设备开启频谱感知功能，在执行干扰定位排查时发现干扰后，在终端周围扫频和定位，确定干扰源影响方位，将干扰源影响周边的终端采用天线拉远的方式进行优化；

检测电力系统专网的运行状态时，同时确定SINR低的弱覆盖区域经纬度及范围，并进行网络调整方案和补盲方案；网络调整方案包括：基站定向改全向方案和/或基站搬迁方案；补盲方案包括：新建微基站方案和/或对单点情况采用中继设备进行延伸覆盖。

本发明的实质性效果是：本发明首先做好覆盖优化，在覆盖能够保证的基础上进行业务性能的稳定性优化，最后进行整体优化。LTE网络优化原则包含以下3个方面。最佳系统覆盖，覆盖是优化环节中极其重要的一环。在系统的覆盖区域内，通过调整天线、功率等手段使最多地方的信号满足业务所需的最低电平的要求，尽可能利用有限的功率实现最优的覆盖，减少由于系统弱覆盖带来的用户无法接入网络或掉话、切换失败等。工程建设期可根据无线环境合理规划基站位置、天线参数设置及发射功率设置，后续网络优化中可根据实际测试情况进一步调整天线参数及功率设置，从而优化网络覆盖。系统干扰最小化，干扰一般分为两大类，一类是系统内引起的干扰，例如覆盖不合理、参数配置不合适、GPS跑偏、RRU工作不正常等；另一类是系统外干扰。这两类干扰均会直接影响网络质量。通过覆盖优化，调整各种业务的功率参数、功率控制参数、算法参数等，尽可能将系统内干扰最小化；通过外部干扰排查定位，尽可能将系统外干扰最小化。容量均衡，通过调整基站的覆盖范围，合理控制基站的负荷，使其负荷尽量均衡。最终起到提高数据传输可靠性的效果。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

实施例1：

一种电力系统专网整体优化方法，特别是针对LTE230的电力系统专网进行优化，包括以下步骤：

步骤一：在电力系统专网规划时进行基站选址优化；

对规划范围内的预选基站进行组合，得到若干种基站组合方案，

以基站规划目标函数为依据，选择满足基站规划目标函数的基站组合方案为基站规划方案，

通过基站覆盖范围内的流量密度评估基站的建设优先级。

对预选基站进行组合时包括以下子步骤：

步骤11：将规划范围内的预选基站分为M类，对所有基站进行编号，i表示基站编号；

步骤12：将目标区域进行栅格划分并编号，j表示栅格编号；

步骤13：选择与栅格j距离最小的f个基站，A_j为所述f个基站的编号的集合；

步骤14：通过计算集合A_j中的基站k到栅格j的功率大小，确定栅格j最终落入的基站i；

步骤15：统计落入基站i的栅格数N_i；

步骤16：按照基站组合原则，对基站进行组合，得到若干个基站组合方案；基站组合方案满足目标区域的网络覆盖率的要求，如果基站组合方案的网络覆盖率大于规划区域的网络覆盖率阈值，则该基站组合方案有效。所述集合A_j中的基站k到栅格j的功率为P_k*L_kj，其中k∈A_j，P_k为基站k的发射功率，L_kj表示基站k到栅格j的路径损耗，L_kj＝|d_kj|^α*l₀；其中l₀为路径损耗系数，α∈[2，5]，α的值代表相应的网络场景，d_kj为栅格j的中心到基站k的距离；根据i＝arg max{P_k*L_kj}，确定栅格j最终落入的基站i；

所述的基站规划目标函数为：max(W₁，W₂，...，W_g)，其中W_q为第q种基站组合方案的优选比重，q∈[1，g]，w_rq为第q种基站组合方案所包含的第r类基站的优选系数，N_rq为第q种基站组合方案所包含的第r类基站的个数，g表示总共产生的基站组合方案的个数；选择比重最大的基站组合方案为基站规划方案。

所述基站规划方案中基站i的建设优先级由基站i覆盖范围内的流量密度决定，所述流量密度

其中：T_c：是业务c的单终端速率需求，n为电力业务类型数，c∈n；

K_c：是业务c的并发系数；

Nc：是基站i范围内不同业务的终端数目，与Tc相对应；

S：基站i覆盖范围总面积。

选择比重最大的基站组合方案为基站规划方案后，检验栅格j落入的基站B_h是否属于基站规划方案；如果栅格j落入的基站不属于基站规划方案，将栅格j划入B_h+1基站；判断所有栅格是否检验完毕，如果是，重新统计基站i覆盖范围内所包含的栅格的个数，计算覆盖率；如果修正后的覆盖率满足规划范围内的覆盖需求，则依照该基站规划方案建造基站；如果修正后的覆盖率不满足规划范围内的覆盖需求，重新构建基站规划方案。

步骤二：在电力系统专网建设时进行稳定性优化；

对电力系统专网配置两个地位均等且独立，由基站来实时判断业务附着的核心网元。

配置两个核心网元EPC设备，两个核心网元EPC设备与基站eNB之间采用S1FLEX方式全互联，两个核心网元EPC设备与主站服务器之间全互联，两个核心网元EPC设备按照POOL的方式进行组网，两个核心网元EPC设备与基站同时连接且同时工作，形成两个相同网络结构的核心网，在执行业务时，两个核心网中有一个核心网为备用的核心网，LTE230电力系统专网的终端设备按照基站eNB上MME的顺序配置，终端设备附着在配置优先并且工作正常的核心网上进行业务，当基站检测到一个主核心网故障时，基站会检测到基站设备与核心网设备间链路状态异常，将对附着到该核心网的通信模块发起释放，释放的通信模块重新发起附着，基站将通信模块接入到备核心网设备上。步骤三：在电力系统专网运行时进行运行优化。

检测电力系统专网的运行状态，并调整天线和发射功率实现最佳覆盖。终端设备开启频谱感知功能，在执行干扰定位排查时发现干扰后，在终端周围扫频和定位，确定干扰源影响方位，将干扰源影响周边的终端采用天线拉远的方式进行优化；

检测电力系统专网的运行状态时，同时确定SINR低的弱覆盖区域经纬度及范围，并进行网络调整方案和补盲方案；网络调整方案包括：基站定向改全向方案和/或基站搬迁方案；补盲方案包括：新建微基站方案和/或对单点情况采用中继设备进行延伸覆盖。

本实施例中，网络优化原则包含以下3个方面。最佳系统覆盖，覆盖是优化环节中极其重要的一环。在系统的覆盖区域内，通过调整天线、功率等手段使最多地方的信号满足业务所需的最低电平的要求，尽可能利用有限的功率实现最优的覆盖，减少由于系统弱覆盖带来的用户无法接入网络或掉话、切换失败等。工程建设期可根据无线环境合理规划基站位置、天线参数设置及发射功率设置，后续网络优化中可根据实际测试情况进一步调整天线参数及功率设置，从而优化网络覆盖。系统干扰最小化，干扰一般分为两大类，一类是系统内引起的干扰，例如覆盖不合理、参数配置不合适、GPS跑偏、RRU工作不正常等；另一类是系统外干扰。这两类干扰均会直接影响网络质量。通过覆盖优化，调整各种业务的功率参数、功率控制参数、算法参数等，尽可能将系统内干扰最小化；通过外部干扰排查定位，尽可能将系统外干扰最小化。容量均衡，通过调整基站的覆盖范围，合理控制基站的负荷，使其负荷尽量均衡。最终起到提高数据传输可靠性的效果。

实施例2：

本实施例是LTE230的另一种优化方法，与实施例1的区别特征主要在于基站选址的优化：本实施例中，在10kV通信接入网上，配电自动化应用的无线终端根据电力业务需要，安装连接FTU或TTU或DTU配电自动化终端，通过无线链路接入到无线基站，覆盖开闭所、环网柜、柱上开关等配电设备所在区域，配电自动化终端的数据通过无线系统的专用通道送到远端监控主站系统，监控主站的下发指令也通过无线网络传递到配电自动化终端中，以控制配电自动化终端的操作。

本实施例在规划的时候获取目标地区基础信息；获取目标地区的地图、电力系统自有基站备选点、公共基站备选点、规划频率池信息和终端设备信息；终端设备包括配电自动化终端、用电信息采集终端、负荷控制终端和电力业务设备终端和备选终端，规划频率池信息包括每个频率池对应的终端设备的种类。所述频率池包括1号频率池、2号频率池和3号频率池，1号频率池接收配电自动化终端信息，2号频率池接收用电信息采集终端和负荷控制终端的信息，3号频率池接收电力业务设备终端和备选终端信息。

然后，计算获得目标地区所有合格的基站组合；选择符合要求的电力系统自有基站备选点和公共基站备选点设定为基站，设定每个基站的辐射范围，对目标地区的进行等量的网格化划分，每个网格的参数由人工设定；

对每个公共基站备选点和电力系统自有基站备选点均进行维护加权赋值，选取覆盖面积大于设定值且重复覆盖面积小于设定值的基站的合集作为待选组合；

获取待选组合后计算待选组合的维护总值，去除维护总值大于设定阈值的待选组合，剩余的待选组合即为基站组合。

对每一个基站组合，都进行基站对应关系子步骤：

基站对应关系子步骤A：在区域地图内选取所有受到复数基站辐射的网格i；选取所有辐射到网格i的基站j；获取在区域地图内i与基站j之间高楼F_ijk的高度G_ijk，K为网格i与基站j之间的高楼的个数，所述高楼为高度大于起始值h_t的建筑；

基站对应关系子步骤B：计算(G_ijq-h_t)/L_ijq；L_ijq为高楼F_ijk与基站j之间的距离值；D_ij为网格i与基站j之间的障碍系数；

对应关系计算子步骤C：计算T_ij＝1/(D_ij×L_ij)；L_ij为网格i中心点与基站j之间的距离，T_ij表示网格i与基站j之间关联系数，T_ij越大则表述网格i与基站j之间的关联度越高，每个网格i均选择关联度最高的基站j作为存在对应关系的基站。每个基站的辐射范围通过基站的高度和基站的发射功率计算获得。可以采用每个基站的辐射范围S_f＝W×(h-h_t)×L_t；其中h为基站的高度，h_t为人工设定的起始高度值，L_t为人工设定的辐射范围系数。在数据详实的情况下可以选择不等区域的辐射区域划分，这里的W是辐射计算时候的功率相关系数。此方法比上述的类似方法更为准确和详实，同时考虑到建筑高点的干扰因素，因此更为合适。

这些终端数据的来源均由电力系统根据各种终端的运行日常状态进行提供，本发明中的终端设备一般都是固定的终端，本发明中的移动终端数量不多，一般包括移动检修设备，数据用量不大，因此在本发明中暂不考虑。电力系统自有基站备选点一般为电力系统自有物业，公共基站备选点选用外租基站，电力系统自有物业维护方便，管理便捷，同时租用成本较低，因此在基站选择中首选是电力系统自有基站备选点。

将频率池对应不同的电路设备终端，又对应上不同的设备重要性，可以更好地规划电网的建设。

网格化划分的方法可以为矩形划分的方式进行划分，也可以通过正六角形划分的方法进行划分，另外，也可以采用正三角形的方式进行划分，划分的方法较多，可以由人工进行设定。本发明选择不等区域的辐射区域划分，本发明中，遍历所有基站备选点等区域辐射的组合表示：将所有基站备选点画好辐射区域存储之后进行叠加，叠加之后去除重复的辐射区域之后大于区域设定值的基站。例如同一区域内存在A、B、C、D、E，此时，对A、B、C、D、E，建立辐射之后，看A的辐射覆盖区域是否大于目标区域面积的90％，看A加B的辐射覆盖区域是否大于目标区域面积的90％，如果不够则看A加B加C是否辐射覆盖区域是否大于目标区域面积的90％；直到满足条件之后，再从B开始继续这一步骤，直到所有基站的组合覆盖面积均能大于目标区域面积的90％；然后取出相互之间重复覆盖率大于设定值的基站组合，剩下的基站组合即为达标基站组合。这一步骤一般由计算机完成。同时本发明中收到复数基站辐射的网格对应的基站的配置也较为关键；本发明充分考虑了网格与基站间的距离，以及基站与网格间高楼阻碍的情况，通过参数的调整，可以自由选择合适的路径。

第三，建立目标区域终端设备的流量密度图；通过算式ToA_i＝K×(T1×N1×P1+T2×N2×P2+...+Tn×Nn×Pn)/S计算第i个网格区域内的流量密度ToA；流量密度是表征电力通信需求分布密集程度的量化参数，它是每平方km的平均信息通信需求数值，以Kbps/km2计量，表示单位平方内电力终端所需通信数据传输能力之和，K为网格区域内业务并发系数，由人工设定，Pn为冗余系数，每个冗余系数与终端设备的类型以及频率池相关，例如对应1号频率池的设备在冗余系数的选择上就要比对应2号频率池的设备冗余系数来的大，Pn由人工设定，Tn为各终端类型的信息通信需求数值，Nn为对应Tn类型的终端在网格区域的数量，S为网格区域面积。

第四，根据流量密度图确定基站组合建设优先级。计算每个基站组合中所有网格的传输度的和，所述网格i的传输度均由算式：Q_i＝ToA_i/L_i获得；L_i为网格i中心位置与存在对应关系的基站之间的距离值，对所有的基站组合进行总传输度以从高到低进行排序。

实施例3：

本实施例与实施例2基本相同，不同之处在于，在完成初步规划后，选取传输度排在前若干位且传输度大于设定标准的达标基站组合作为重点资源基站组合进行重点资源传输度排序；

重点资源传输度排序子步骤一：计算每个网格内的重点资源流量密度ToA；ToA_z＝K_z×(T1×N1+T2×N2+...+Tm×Nm)/S；ToA_z为每个网格内的重点资源流量密度，K_z为网格区域内重点资源业务并发系数，由人工设定；Tm为各重点资源终端的信息通信需求数值，Nm为对应Tm类型的重点资源终端在网格区域内的数量，m小于等于n；

重点资源传输度排序子步骤二：计算每个重点资源基站组合中所有网格的传输度，所述每个网格的重点资源传输度均由算式：Q_z＝ToA_z/L获得；L为网格中心距离基站的距离，计算每个重点资源基站组合中所有网格的传输度的和，并对所有的重点资源基站组合进行传输度以从高到低进行排序。

这样设置，可以对重点资源进行更好的考虑，主要是电路系统中重点资源的重要性远高于一般资源，因此，在合适的情况下，将重点资源安排在更为靠近基站的位置是最好的选择，这点与一般的移动网络有很大的不同，主要在于移动网络中即使是重点资源也是移动的，无法达到相应的效果，而在电路系统中，重点资源也是固定资源的占绝大多数，因此对这类资源进行调整是符合设计和规划要求的，也是有利的。重点资源终端包括配电自动化终端。

实施例4：

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，选取所有网格中流量密度大于设定值的网格作为重点网格，计算重点网格在每一个基站组合中的重复覆盖数，计算在基站组合中的重复覆盖数大于2的重点网格的个数作为辅助值，在基站组合总传输度差异值小于设定阈值的时候，选择辅助值最少的基站组合排序在前。

实施例5：

本实施例与实施例3基本相同，不同之处在于，各区域由于设备的种类数量不同，重要性也不相同，因此每个网格内的终端设备的并发系数可以设置为不同的并发系数，又由于已经考虑了基站的重要性，因此，不在设置冗余系数作为参数，因此在计算流量密度的时候采用通过算式ToA＝K×(T1×N1+T2×N2+...+Tn×Nn)/S计算每个网格区域内的流量密度ToA。

利用以上实施例综合优化后的基站选址方案具体参见：

表1某市配电通信终端数量统计和分布密度表

表2 A基站配电流量密度(设定并发指数为0.8)

表3 B基站配电流量密度(设定并发指数为0.6)

表4 C基站配电流量密度(设定并发指数为0.5)

表5 D基站配电流量密度(设定并发指数为0.1)

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种电力系统专网整体优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：在电力系统专网规划时进行基站选址优化；

步骤二：在电力系统专网建设时进行稳定性优化；

步骤三：在电力系统专网运行时进行运行优化。

2.根据权利要求1所述的电力系统专网整体优化方法，其特征在于，在步骤一时：

对规划范围内的预选基站进行组合，得到若干种基站组合方案，

以基站规划目标函数为依据，选择满足基站规划目标函数的基站组合方案为基站规划方案，

通过基站覆盖范围内的流量密度评估基站的建设优先级。

3.根据权利要求1所述的电力系统专网整体优化方法，其特征在于，在执行步骤二时，对电力系统专网配置两个地位均等且独立，由基站来实时判断业务附着的核心网元。

4.根据权利要求1所述的电力系统专网整体优化方法，其特征在于，在执行步骤三时，检测电力系统专网的运行状态，并调整天线和发射功率实现最佳覆盖。

5.根据权利要求2所述的电力系统专网整体优化方法，其特征在于，对预选基站进行组合时包括以下子步骤：

步骤11：将规划范围内的预选基站分为M类，对所有基站进行编号，i表示基站编号；

步骤12：将目标区域进行栅格划分并编号，j表示栅格编号；

步骤13：选择与栅格j距离最小的f个基站，A_j为所述f个基站的编号的集合；

步骤14：通过计算集合A_j中的基站k到栅格j的功率大小，确定栅格j最终落入的基站i；

步骤15：统计落入基站i的栅格数N_i；

步骤16：按照基站组合原则，对基站进行组合，得到若干个基站组合方案；基站组合方案满足目标区域的网络覆盖率的要求，

如果基站组合方案的网络覆盖率大于规划区域的网络覆盖率阈值，则该基站组合方案有效。

6.根据权利要求5所述的电力系统专网整体优化方法，其特征在于，所述集合A_j中的基站k到栅格j的功率为P_k*L_kj，其中k∈A_j，P_k为基站k的发射功率，L_kj表示基站k到栅格j的路径损耗，

L_kj＝|d_kj|^α*l₀；其中l₀为路径损耗系数，α∈[2，5]，α的值代表相应的网络场景，d_kj为栅格j的中心到基站k的距离；根据i＝arg max{P_k*L_kj}，确定栅格j最终落入的基站i；

所述的基站规划目标函数为：max(W₁，W₂，...，W_g)，其中W_q为第q种基站组合方案的优选比重，q∈[1，g]，w_rq为第q种基站组合方案所包含的第r类基站的优选系数，N_rq为第q种基站组合方案所包含的第r类基站的个数，g表示总共产生的基站组合方案的个数；选择比重最大的基站组合方案为基站规划方案。

7.根据权利要求6所述的电力系统专网整体优化方法，其特征在于，所述基站规划方案中基站i的建设优先级由基站i覆盖范围内的流量密度决定，所述流量密度

其中：T_c：是业务c的单终端速率需求，n为电力业务类型数，c∈n；

K_c：是业务c的并发系数；

Nc：是基站i范围内不同业务的终端数目，与Tc相对应；

S：基站i覆盖范围总面积。

8.根据权利要求7所述的电力系统专网整体优化方法，其特征在于，选择比重最大的基站组合方案为基站规划方案后，检验栅格j落入的基站B_h是否属于基站规划方案；如果栅格j落入的基站不属于基站规划方案，将栅格j划入B_h+1基站；判断所有栅格是否检验完毕，如果是，重新统计基站i覆盖范围内所包含的栅格的个数，计算覆盖率；如果修正后的覆盖率满足规划范围内的覆盖需求，则依照该基站规划方案建造基站；如果修正后的覆盖率不满足规划范围内的覆盖需求，重新构建基站规划方案。

9.根据权利要求3所述的电力系统专网整体优化方法，其特征在于，在执行步骤二时，配置两个核心网元EPC设备，两个核心网元EPC设备与基站eNB之间采用S1 FLEX方式全互联，两个核心网元EPC设备与主站服务器之间全互联，两个核心网元EPC设备按照POOL的方式进行组网，两个核心网元EPC设备与基站同时连接且同时工作，形成两个相同网络结构的核心网，在执行业务时，两个核心网中有一个核心网为备用的核心网，LTE230电力系统专网的终端设备按照基站eNB上MME的顺序配置，终端设备附着在配置优先并且工作正常的核心网上进行业务，当基站检测到一个主核心网故障时，基站会检测到基站设备与核心网设备间链路状态异常，将对附着到该核心网的通信模块发起释放，释放的通信模块重新发起附着，基站将通信模块接入到备核心网设备上。

10.根据权利要求4所述的电力系统专网整体优化方法，其特征在于，终端设备开启频谱感知功能，在执行干扰定位排查时发现干扰后，在终端周围扫频和定位，确定干扰源影响方位，将干扰源影响周边的终端采用天线拉远的方式进行优化；

检测电力系统专网的运行状态时，同时确定SINR低的弱覆盖区域经纬度及范围，并进行网络调整方案和补盲方案；网络调整方案包括：基站定向改全向方案和/或基站搬迁方案；补盲方案包括：新建微基站方案和/或对单点情况采用中继设备进行延伸覆盖。