一种通信设备挂载信号的确定方法技术

一种通信设备挂载信号的确定方法，建立电力杆塔上挂载的通信设备与输电线的相对位置模型，计算通信设备在电力杆塔上受到的干扰场强，进而判断判断挂载点处无线电干扰场强是否符合要求。本发明专利技术给出的这种电力杆塔上挂载的通信设备所受的无线电干扰计算方法提供了验证挂载点处无线电干扰赋值是否符合标准的有效方法，此方案可提高在电力杆塔上挂载通信设备的效率，将加速5G建设的进程，并在建设过程中节省更多社会资源。

【技术实现步骤摘要】
一种通信设备挂载信号的确定方法
本专利技术属于移动通信
，为一种通信设备挂载信号的确定方法。技术背景2019年6月，工信部正式发放5G商用牌照，标志着我国正式进入5G商用元年，运营商开始推进5G网络部署。由于5G使用频段高，基站覆盖范围小、密度大，基站数量将达到4G时的3-4倍。部分存量站址已无架设5G基站设备的空间，新增站点选址难、征地难，已经成为制约5G网络快速部署的瓶颈。解决此问题的一种技术方案是在电力杆塔上挂载基站设备，从而解决站址不足，设备无处安置的痛点。目前在部分城市中已开放共享电力杆塔用于部署5G基站，在节省资源的同时推动5G建设进程。然而高压电力线所产生的电磁辐射有可能干扰电力杆塔上挂载的通信设备正常运行，需要计算电力杆塔上挂载的通信设备所受的无线电干扰，但国内暂未开展相关方面的研究。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是：针对现有技术的客观需求，研究电力杆塔上挂载通信设备的无线电干扰情况，为实现基站通信设备与电力杆塔的共塔挂载提供技术支持。本专利技术的技术方案为：一种电力杆塔上挂载的通信设备所受无线电干扰的计算方法，包括以下步骤：1)根据电力杆塔和输电线路的架设方式，确定采用的无线电干扰场强计算方法，计算得到干扰值，并将各导线表面所带电荷数计算得出；2)建立两电力杆塔间导线弧垂的切割近似模型，将带弧垂的导线等价为一个圆弧，将其分成m个分割段，使得每一段弧线等位为一个水平直线段，根据分割权重线性分配各分割段的电荷数；3)根据无线电干扰场强计算方法对每一分割段进行计算，将计算值分别带入干扰场强横向变化公式，将预备设置通信设备挂载点处作为观测点，获取各分割段在观测点处的干扰场强分量；4)先将每根导线的不同分割段所产生的干扰场强分量几何叠加，再将不同回路同名相导线所得干扰场强值进行矢量叠加；5)由步骤4)得到0.5MHz下的无线电干扰场强，利用场强随频率变化的公式，计算对应频率的干扰场强；6)判断挂载点处无线电干扰场强是否符合要求，若符合，则可在此处挂载通信设备；若不符合，则降低挂载点高度，重新计算，直至符合要求为止。可选地，步骤1)中的无线电干扰场强计算方法包括经验公式法和激发函数法。可选地，步骤2)中利用微分原理使分割段组合逼近导线的线型，确定m个分割段。可选地，步骤3)中的干扰场强横向变化计算为：式中Ex为导线横向距离x处的无线电干扰强度，H为对应分割段的高度；h为电力杆塔上通信设备挂载点的高度；x为挂载点距离导线或导线切割段的横向距离；k为变化系数，取值16.5；E为利用激发函数法或经验公式法所算出的干扰值。可选地，步骤4)所述的几何叠加为：式中Ei为第i项导线所产生的无线电干扰值，Eim分别为第i项导线的第1至第m个分割段所产生的无线电干扰值。可选地，步骤5)所述的场强随频率变化的公式为：ΔEf＝5[1-2(1g10f)2]此式的计算结果为频率f下的干扰场强与0.5MHz下的干扰场强的差值。本专利技术针对目前现有技术情况的空缺，提出并解决以下两点技术问题。第一：目前国内对于通信设备上挂电力杆塔的安装位置模型建设较为空白，且对所挂载的通信设备所受电力传输线的电磁干扰计算研究也相对稀缺。本专利技术方案提出了一种电力杆塔上挂载通信设备的模型，根据此模型对其进行了无线电干扰强度的计算研究。该计算研究基于激发函数计算法，结合本专利技术中所提处的具体模型，可计算每根输电线在不同频率下产生的无线电干扰强度，并将不同导线的计算结果叠加，从而根据中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会发布的标准来判断挂载点的无线电干扰值是否符合规定。第二：输电导线弧垂对计算的干扰。导线由于自身重量，会产生弧垂。传统的无线电干扰计算方案中多是针对地面高度2米，输电导线对地投影20米外处的计算点进行计算，导线弧垂对计算结果的干扰相对不大，此时由于自身重量而弯曲的导线也可以被近似看作直线，弧垂对塔下观测点的影响通过直接改变导线的纵坐标至弧垂底部即可弥补。而在本专利技术提出的电力杆塔上挂载通信设备的模型中，自弯曲的导线通常不可被近似为一根直导线。原因是塔上观测点离各子导线距离更近，尤其是纵向距离和横向距离的比值大大缩小，这使得弧垂带来的计算误差难以被忽略。本专利技术建立了一种近似模型，基于微分的思想将带有弧垂的输电线进行切割，有效的弥补了导线弧垂所带来的计算误差，以提升塔上挂载的通信设备所受无线电干扰计算的精度。本专利技术提出的电力杆塔上挂载的通信设备所受的无线电干扰计算方法，可较为精确地计算出电力杆塔上挂载点处所受传输线的无线电干扰强度，用于判断是否会影响设备运行，进而为电力杆塔上挂载基站通信设备提供技术支持。附图说明图1是电力杆塔上通信设备挂载点与电线之间的相对位置示意图。图2是两电力杆塔间导线弧垂的切割近似模型。图3是本专利技术实施例流程图。具体实施方式实施例一本专利技术针对现有技术需求提出一种一种电力杆塔上挂载的通信设备所受无线电干扰的计算方法，包括以下步骤：1)根据电力杆塔和输电线路的架设方式，确定采用的无线电干扰场强计算方法，计算得到干扰值，并将各导线表面所带电荷数计算得出；2)建立两电力杆塔间导线弧垂的切割近似模型，将带弧垂的导线等价为一个圆弧，将其分成m个分割段，使得每一段弧线等位为一个直线段，根据分割权重线性分配各分割段的电荷数；3)根据无线电干扰场强计算方法对每一分割段进行计算，将计算值分别带入干扰场强横向变化公式，将预备设置通信设备挂载点处作为观测点，获取各分割段在观测点处的干扰场强分量；4)先将每根导线的不同分割段所产生的干扰场强分量几何叠加，再将不同回路同名相导线所得干扰场强值进行矢量叠加；5)由步骤4)得到0.5MHz下的无线电干扰场强，利用场强随频率变化的公式，计算对应频率的干扰场强；6)判断挂载点处无线电干扰场强是否符合要求，若符合，则可在此处挂载通信设备；若不符合，则降低挂载点高度，重新计算，直至符合要求为止。下面具体说明本专利技术的实施。无线电干扰的计算方法可分两种，包括经验公式法和激发函数法。四分裂以下的导线可用经验公式法，激发函数法泛用性更强，根据实际架设情况选择方法，公式如下：经验公式法：其中，M是线性系数，δ为经验公式计算常量，E为无线电干扰强度，r为子导线半径。激发函数法：式中gmaxi为导线i最大表面电场强度，单位kV/cm；ri为导线i的半径，单位cm；Di为观测点到导线i的距离，单位m；计算结果E为无线电干扰强度，单位dB(μV/m)。给出gmaxi的计算公式：式中g为导线表面的平均电位梯度，单位kV/cm；n为子导线根数；d为子导线直径，单位cm；R为分裂导线的直径，单位cm；Q为该导线的等效总电荷，其矩阵形式计算为麦克斯韦电位逆矩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通信设备挂载信号的确定方法，其特征在于，包括：/n建立两个电力杆塔间导线的切割近似模型，并根据所述切割近似模型将每根导线分成m个分割段；/n根据预设无线电干扰场强的计算公式计算每根导线各个分割段的干扰值；/n根据预设干扰场强横向变化公式计算每根导线各个分割段在挂载点处的干扰场强分量；/n将每根导线的各个分割段的干扰场强分量进行几何叠加，得到每根导线的干扰场强值；再将不同回路同名相导线的干扰场强值进行矢量叠加，得到规定频率下的无线电干扰场强；/n根据规定频率下的无线电干扰场强和场强随频率变化公式，计算挂载点目标频率下的干扰场强，并判断挂载点处目标频率下的干扰场强是否符合要求；若是，则所述挂载点处可挂载通信设备；若否，则重新取挂载点计算，直至符合要求为止。/n

【技术特征摘要】
20191031 CN 20191105658391.一种通信设备挂载信号的确定方法，其特征在于，包括：
建立两个电力杆塔间导线的切割近似模型，并根据所述切割近似模型将每根导线分成m个分割段；
根据预设无线电干扰场强的计算公式计算每根导线各个分割段的干扰值；
根据预设干扰场强横向变化公式计算每根导线各个分割段在挂载点处的干扰场强分量；
将每根导线的各个分割段的干扰场强分量进行几何叠加，得到每根导线的干扰场强值；再将不同回路同名相导线的干扰场强值进行矢量叠加，得到规定频率下的无线电干扰场强；
根据规定频率下的无线电干扰场强和场强随频率变化公式，计算挂载点目标频率下的干扰场强，并判断挂载点处目标频率下的干扰场强是否符合要求；若是，则所述挂载点处可挂载通信设备；若否，则重新取挂载点计算，直至符合要求为止。


2.根据权利要求1所述的通信设备挂载信号的确定方法，其特征在于，所述预设无线电干扰场强的计算公式为：



其中，M是线性系数，δ为经验公式计算常量，E为无线电干扰强度，r为子导线半径。


3.根据权利要求1所述的通信设备挂载信号的确定方法，其特征在于，所述预设无线电干扰场强的计算公式为：



其中，gmaxi为导线i最大表面电场强度，单位kV/cm；ri为导线i的半径，单位cm；Di为观测点到导线i的距离，单位m；E为无线电干扰强度，单位dB(μV/m)。


4.根据权利要求3所述的通信设备挂载信号的确定方法，其特征在于，导线i最大表面电场强度计算公式为：



其中，g为导线表面的平均电位梯度，单位kV/cm；n为子导线根数；d为子导线直径，单位cm；R为分裂导线的直径，单位cm；Q为导线的等效总电荷，其矩阵形式计算为麦克斯韦电位逆矩阵和各导线对地电压单列矩阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱红，孔小红，邵明驰，周冬旭，杜渐，刘少君，李秋生，邹宇锋，胡军，皮一晨，杨林青，王文帝，张玮亚，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司南京供电分公司，中通服咨询设计研究院有限公司，国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32