一起负控系统同频干扰问题的解决方法

2015-05-28储亚男

电气技术 2015年12期

储亚男

（国网海安县供电公司，江苏海安 226600）

电力负荷管理系统采用230MHz 无线专网作为主要通信载体，全国各地电力负荷管理系统运行中的无线数传电台近百万台。230MHz 无线专网采用时分广播方式实现信道共享，由于内外部影响因素多，故同频干扰问题导致通信成功率下降是系统运维面临的现实挑战。同频干扰的来源通常有主台及中继站电台长发、终端电台长发以及外部同频干扰。在负控终端电台防长发监控模块逐步完善后终端电台长发现象呈减少趋势，而近年来由于电力负荷管理系统规模不断扩大，230MHz 信道通信质量面临着新的挑战，比如由于频点资源紧张，造成了地域上靠近的公司系统间相互影响。本文介绍了两家相邻公司同频干扰的实际案例，首发现象是Z 公司站点数据采集发生问题，表现为夜间自动任务速度慢、成功率低，经补测又能提高采集指标。

1 干扰场强

Z 公司基站侧测试了干扰信号的强度，测试值均为10dBμV/m 左右。经基础数据、运行情况分析以及方向、场强值等排查初步确定为H 公司基站干扰所致。为明确干扰影响程度，在停用、启用H 公司高速基站的条件下巡测了Z 系统通信成功率，三次测试平均值为92%、86%，相差6%，结果具有显著性。

为了确认初步判断，同时为解决问题提供支撑，先对Z 公司接收到的干扰场强进行了分析与计算。

1.1 电力负荷管理系统信道数据

1）H 公司基站数据

天线高度：80m；

发射机功率：Pt=25W；

天线增益：Gt=8dB；

馈线损耗：Lt=0.05×80+0.5×2=5dB（DF-12D型馈线80m，0.05dB/m，馈线接头0.5×2dB）。

2）Z 公司基站数据

天线高度：75m；

接收系统天线增益：Gr=8dB；

馈线损耗：Lr=0.05×100+0.5×2=6dB（DF-12D型馈线100m，0.05dB/m，馈线接头0.5×2dB）；

通信距离d=100km。

1.2 场强计算

1）自由空间场强E0计算

式中，Pt为发射机输出功率，W；Gt为基站天线增益，dB；d为通信距离，km。

2）平面大地场强E平计算

收、发信电台在视距范围内通信时，若第一菲涅尔区内有阻挡时，可以使用大地平面场强公式计算：

即

式中，Pt为发射机输出功率，W；ht为发射机天线高度，m；hr为接收机天线高度，m；λ为波长，m；d为通信距离，km。

用对数形式表示：

3）若在电波传播路径上有阻碍物存在时，将会引起附加损耗，此时应先求出附加损耗（Δβ）：

式中，K为矩形修正系数，查图1为0dB；Kt为郊区修正因子，查图2为7dB；Kz为路径损耗修正因子，查图3为54dB。则

图1 矩形修正系数图

图2 郊区修正因子图

图3 路径损耗修正因子图

4）计算Z 公司所接收到的H 公司大地平面场强,计及附加损耗，由式（1）至式（4），有

5）场强波动的分析

Z 基站测得的干扰值为10dBμV/m 左右。观察表明，Z 基站收到的干扰值是波动的，有时候甚至没有，有时候可能还要强一些。4）中计算结果为Z公司基站接收H 公司基站无线电波在自由空间传输的理论值，实测值和理论值有一定偏差。

应当说明，除了空间波传输外，230M 频段传输路径还存在对流层散射、绕射等多种传输途径。其中，因气候、环境等的变化引起传输介质空中对流层发生变化时，接收端的信号强度也会发生变化。从Z 公司受到的干扰信号特征来看，该信号直接通过空间传输到Z 公司的信号强度较弱，较强信号来源途径应为H 公司基站通过空间对流层的散射传输过来的信号。因此，在变化的大气对流层环境下，Z公司基站不同时间段可接收到波动的干扰信号。

应地方无线电委员会要求，H 公司系统改造时更换原频点并使用目前频点已半年以上。在运行初期的几个月里，Z 公司负控系统并未收到明显的干扰，系统自动任务执行正常。5月以后，H 公司对Z公司的干扰影响整体上逐步加剧，可以推测在冬季气温较低时，H 公司系统对Z 公司系统影响较小或基本无影响；而气温升高后影响整体上逐步加大并有波动。

考虑到天馈线效率、地形、介质环境如空气湿度、温度、遮挡、多径反射、信号衰弱等多种因素，实际场强的数学模型较为复杂，因此场强理论与实测值有所差异应当是合理的。

2 处理过程

2.1 降低H 公司天线高度

降天线高度的方式主要影响H 公司信号空间波方式的传输。如果H 公司信号主要通过对流层散射的途径对Z 公司系统造成影响，那么天线下降15m后对流层散射传输情况仍将存在，这也说明为什么H公司天线下降后Z 系统干扰信号下降不明显的原因。

另外，基站的覆盖范围和天线高度有关，具体覆盖面积可以通过理论测算，但和现场地形、遮挡等环境密切相关，实际覆盖面一般通过边界场强测试的方式确定。一般来说，75m 高的天线高度，可以满足平原地区25～35km 的终端通信要求，但覆盖区域内盲区和盲点一定会存在。如下降到60m，一般可以满足20～25km 终端的通信。现在的主要问题是H 公司系统主天线正前方有四座15 层以上的高楼，楼高已达到55～60m，如果降天线高度，大楼方向信号一定会受到影响，这已在巡测结果中体现（成功率下降10%）。在此情况下，Z 公司接收到的干扰信号未有本质下降。

2.2 下调H 公司发射功率

先尝试降低H 公司高速主站电台发射功率，将25W 发射功率改为20W，经检测，对对方的干扰依旧存在，继续降低H 公司电台发射功率，情况未改观，降至15W 以下将降低H 公司负控系统的通信成功率。

当Z 公司基站使用效果较差的天线时，调整H公司基站电台功率或天线高度，可使得Z 公司收不到H 公司信号。在此情况下Z 公司的通信成功率取决于该天线的实际使用效果。测试结果表明，由于天线效果较差，Z 公司自动任务执行时间和成功率未改善。

2.3 调整通信参数，解决干扰问题

采用多种组合调整H 公司基站天线高度、电台功率，Z 系统仍能收到清晰的干扰，这时H 公司系统成功率有不同程度的下降。考虑到为满足Z 系统的使用一味下调H 公司指标，而且实际效果不明显，这样将造成“Z 没有解决，H 公司反而受到很大影响”的得不偿失的结果，因此该思路无法实施。在主参数难以调整的情况下，对系统运行参数进行调整是一个新思路。

首先，H 公司增加了CAP 分配间隔，从原来的25ms 延长到现在的50ms，启用低速令牌优先，强迫系统延长了信标发送时间，降低系统信标发送密度，并在几个关键时段降低了系统优先级别，给Z公司系统以适当的通信通道和时间。

在自动任务方面优化配置：把相对不重要的自动任务从凌晨改到中午左右执行；将终端日数据召测，营销电表数据采集等几个重要任务从零点三十分改为一点三十分执行，给对方自动任务的执行留出了时间。

通过以上方法，最终Z 公司与H 公司同频干扰的问题得以解决。