移動(dòng)通信技術(shù)在電力通信的作用

1、移動(dòng)通信技術(shù)在電力通信的作用【摘要】本文介紹了5G移動(dòng)通信的技術(shù)特點(diǎn)，探討了5G移動(dòng)通信在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景。具體分析5G移動(dòng)通信技術(shù)高帶寬、定向性比較好的特點(diǎn)，在電力系統(tǒng)特定環(huán)境中的用途。5G網(wǎng)絡(luò)結(jié)合電力系統(tǒng)中設(shè)備眾多，專用網(wǎng)絡(luò)要求高，需要帶寬高的特點(diǎn)，開展應(yīng)用建設(shè)，實(shí)現(xiàn)變電站、線路桿塔、線路無人機(jī)、變電站機(jī)器人、配電自動(dòng)化等電力設(shè)備通信全覆蓋，最終實(shí)現(xiàn)5G移動(dòng)通信環(huán)境下電力系統(tǒng)全部設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。該網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完成之后，可以極大方便電力系統(tǒng)各個(gè)專業(yè)運(yùn)行維護(hù)，提高檢修、巡視效率。 【關(guān)鍵詞】5G通信;電力通信網(wǎng);MIMO;高帶寬;波束成形 一、前言 目前，智能手機(jī)采用了最新通信標(biāo)準(zhǔn)LET，最大

2、傳輸速度為每秒150Mb左右，1000M等于1G，所以，傳輸速度為每秒0.15Gb。也就是說在5G時(shí)代，傳輸速度將在LTE時(shí)代的基礎(chǔ)上提高60多倍，進(jìn)入超高速時(shí)代。高頻傳輸是提高無線通信速度的方法之一。頻率越高，可用于通信的頻率范圍（帶寬）就越寬，信道容量就越大，一次傳輸?shù)男畔⒘烤驮酱?。也就是說，傳輸速度越快。一般來說電波的帶寬越寬，通信速度越快，通信標(biāo)準(zhǔn)每升級(jí)一代，帶寬就變寬一些?，F(xiàn)在4G移動(dòng)終端的LTE帶寬的為20MHz。而且，多部移動(dòng)終端同時(shí)通信的機(jī)制也隨著標(biāo)準(zhǔn)的更新?lián)Q代而變得越發(fā)高效。而且隨著調(diào)制解調(diào)機(jī)制的越來越先進(jìn)，電波每次攜帶的信息量也在不斷增多。為了實(shí)現(xiàn)每秒10Gb的通信目標(biāo)，1

3、00M1000M（1G）Hz的帶寬必不可少。但根據(jù)現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)行的分配情況，在無線通信所使用的頻率范圍內(nèi)（700M2GHz）已經(jīng)沒有這么寬的帶寬。因?yàn)樵摲秶碾姴ㄒ驯环峙湟豢眨?yán)格規(guī)定好了用途。除了移動(dòng)終端，還廣泛用于電視廣播、航空無線通信、衛(wèi)星通信、射電天文學(xué)等。因此5G通信只能使用無線通信迄今從未使用過的高頻電波，具體來說使用3.5GHz或者10GHz的頻帶。不過電波的頻率越高，傳輸距離越短，遠(yuǎn)距離傳輸越難。而且高頻電波的直線性能比較好，不容易發(fā)生衍射，遇到障礙物容易被阻擋。也就是說，雖然高頻電波的通信速度較快，但是，其本身很難用作手機(jī)的電波。因此有必要進(jìn)一步提高現(xiàn)有技術(shù)，應(yīng)用大規(guī)模MIM

4、O技術(shù)的天線是解決辦法。 二、5G移動(dòng)通信關(guān)鍵MIMO技術(shù) MIMO（Multiple-InputMultiple-Output，多輸入多輸出）是使用多個(gè)天線來發(fā)射和接收電波的技術(shù)。大規(guī)模MIMO技術(shù)是實(shí)現(xiàn)5G的核心技術(shù)之一，它利用幾十到幾百個(gè)天線的連動(dòng)，僅向特定方向發(fā)射波束。大規(guī)模MIMO是實(shí)現(xiàn)高頻電波應(yīng)用的一種技術(shù)。通過波束成形技術(shù)獎(jiǎng)信號(hào)非常強(qiáng)的電波發(fā)送給移動(dòng)終端。一般來說5G需要使用比現(xiàn)在頻率更高的電波。不過，電波頻率越高，則傳輸距離越短（易損耗）。由于大規(guī)模MIMO技術(shù)能夠向特定方向發(fā)射電磁波，所以可以彌補(bǔ)高頻信號(hào)抵達(dá)移動(dòng)終端之前的損耗。盡管大規(guī)模MIMO被視為5G通信的核心技術(shù)，但是

5、它仍然無法彌補(bǔ)高頻電波的自身缺陷衍射困難，不容易道道建筑物背面，容易形成盲區(qū)。所以可以設(shè)置更多的基站，或者兼用低頻電波（容易到達(dá)）等措施，可以減少信號(hào)盲區(qū)。此外，5G網(wǎng)絡(luò)要想真正達(dá)到每秒10Gb的通信速度，就必須進(jìn)一步改進(jìn)調(diào)制方式，并改進(jìn)向多個(gè)用戶分配基站通信能力的機(jī)制。而且研發(fā)能夠接受高頻電波的新一代手機(jī)。 三、電力系統(tǒng)應(yīng)用前景 3.1定向波束與4G不同的是，4G是利用天線在大范圍內(nèi)發(fā)射同樣的電波來傳輸信號(hào)。而5G是利用波束成形技術(shù)，使得正在通話的移動(dòng)終端可以指向一個(gè)非常狹小的范圍精準(zhǔn)地定向發(fā)送信號(hào)。也就是說，移動(dòng)終端不會(huì)受到與自己通信無關(guān)的多余電波，因此能極大的改善通信環(huán)境。定向性波束非常適合分布得當(dāng)?shù)呐潆娮詣?dòng)化站點(diǎn)和變電站的通信。3.2高帶寬的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值如果下一代超高速無線通信得以普及，擁有通信的不僅局限于變電站，只要是涉及電力自動(dòng)化的設(shè)備都可以涵蓋，到時(shí)候一個(gè)嶄新的科學(xué)管理的是帶即將到帶，輸電專業(yè)的無人機(jī)，變電站及配電站的巡視機(jī)器人都可以通過電力5G無線通信接入。以輸電專業(yè)無人機(jī)為例，將不間斷發(fā)送幾首自己所處位置及周邊環(huán)境的信息，或者將桿塔情況傳輸至調(diào)度控制中心。電力5G高速通信實(shí)現(xiàn)后，配備著GPS的傳感器的智能移動(dòng)終端，可以及時(shí)查看現(xiàn)在設(shè)備的各種運(yùn)行狀況和參數(shù)，及時(shí)發(fā)送和接受影像之類的大量數(shù)據(jù)。此外還可以通信光纜資源