許瑞琛，房驥，杜昊，王小波

（國(guó)家無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心檢測(cè)中心，北京100041）

470～510 MHz頻段無(wú)線抄表系統(tǒng)干擾共存

許瑞琛，房驥，杜昊，王小波

（國(guó)家無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心檢測(cè)中心，北京100041）

現(xiàn)行射頻規(guī)范限制470～510 MHz頻段無(wú)線抄表系統(tǒng)不能適應(yīng)電力網(wǎng)絡(luò)新的通信速率和覆蓋范圍需求。如何調(diào)整相關(guān)射頻規(guī)范，在保障鄰頻先用通信業(yè)務(wù)不受干擾的前提下，有效提升無(wú)線抄表系統(tǒng)的通信能力成為目前亟待解決的問題之一。針對(duì)該問題，首先分析國(guó)內(nèi)450～566 MHz頻段頻譜劃分情況。隨后根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)3種無(wú)線抄表系統(tǒng)的射頻參數(shù)，通過確定性計(jì)算和射線追蹤仿真的方法，研究所述無(wú)線抄表系統(tǒng)和鄰頻廣播電視系統(tǒng)、CDMA450系統(tǒng)、鐵路列調(diào)系統(tǒng)、FDD LTE系統(tǒng)之間的干擾共存情況。最后給出相關(guān)射頻規(guī)范的修改建議。

470～510 MHz；無(wú)線抄表系統(tǒng)；射頻需求；干擾共存；修改建議

1 引言

無(wú)線抄表技術(shù)可以使電力網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控自動(dòng)化，具有廣泛的應(yīng)用前景。自國(guó)家無(wú)線電管理機(jī)構(gòu)頒布法規(guī)[1]確立470～510 MHz可供無(wú)線計(jì)量業(yè)務(wù)應(yīng)用[2,3]以來(lái)，工作在此頻段的無(wú)線抄表節(jié)點(diǎn)已部署近3 000萬(wàn)個(gè)，取得巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。然而，單純測(cè)量電流的無(wú)線抄表系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足電力部門的需求。為了更好地提升能效、報(bào)告故障、規(guī)范用電習(xí)慣，電力部門還需計(jì)量其他諸如功率因數(shù)、無(wú)功功率及分時(shí)段計(jì)費(fèi)等參數(shù)[2]。新的計(jì)量數(shù)據(jù)需求對(duì)承載計(jì)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o(wú)線抄表系統(tǒng)的通信速率和覆蓋范圍提出了更高的要求?，F(xiàn)行射頻規(guī)范[1]對(duì)470～510 MHz頻段無(wú)線抄表系統(tǒng)的功率及帶寬限制使其無(wú)法滿足所述通信速率和覆蓋范圍需求。在保障同頻鄰頻通信系統(tǒng)不受干擾的前提下，如何修改現(xiàn)行射頻規(guī)范，適當(dāng)放寬470～510 MHz無(wú)線抄表系統(tǒng)功率和帶寬限制，成為目前亟待解決的問題之一。

2 470～510 MHz無(wú)線抄表系統(tǒng)的射頻規(guī)定及設(shè)備射頻參數(shù)介紹

根據(jù)信部無(wú)[2005]423號(hào)文[1]，470～510 MHz無(wú)線抄表系統(tǒng)屬于短距離微功率設(shè)備中的無(wú)線傳聲器和民用無(wú)線電計(jì)量?jī)x表設(shè)備類型，在用于民用無(wú)線電計(jì)量?jī)x表時(shí)，發(fā)射機(jī)工作時(shí)間不得超過5 s，發(fā)射功率限值為50 mW，占用帶寬小于200 kHz；若使用頻率和當(dāng)?shù)仉娨晱V播電臺(tái)頻率相同時(shí)，不得在當(dāng)?shù)厥褂?；若?duì)當(dāng)?shù)芈曇?、電視廣播接收產(chǎn)生干擾時(shí)，應(yīng)立即停止使用。

現(xiàn)有無(wú)線抄表設(shè)備一般安裝在樓宇中的電箱內(nèi)，穿墻損耗大。由于其最大發(fā)射功率為50 mW，需要在每個(gè)樓宇內(nèi)安裝多個(gè)無(wú)線抄表匯聚節(jié)點(diǎn)，造成無(wú)線抄表系統(tǒng)部署成本增加。因此，國(guó)家電網(wǎng)預(yù)部署兩種具有更大功率和更大帶寬的無(wú)線抄表設(shè)備。所述3種無(wú)線抄表設(shè)備相關(guān)參數(shù)見表1。

表1 現(xiàn)有無(wú)線抄表設(shè)備和兩種新型無(wú)線抄表設(shè)備的相關(guān)參數(shù)

由表 1可知，兩種新型的無(wú)線抄表設(shè)備的射頻參數(shù)和已部署的無(wú)線抄表設(shè)備差別較大，研究新型無(wú)線抄表設(shè)備對(duì)470～510 MHz同頻和鄰頻設(shè)備的干擾共存情況十分必要。所述研究能夠?yàn)樯漕l規(guī)范[1]的調(diào)整提供定量和定性的技術(shù)建議。

3 450～566 MHz頻段頻譜劃分情況和在用業(yè)務(wù)情況

主要分析和無(wú)線抄表系統(tǒng)同頻470～510 MHz及鄰頻450～470 MHz及510～566 MHz內(nèi)頻譜劃分情況和在用業(yè)務(wù)情況，得到需要研究的無(wú)線抄表系統(tǒng)干擾共存分析場(chǎng)景。

根據(jù)參考文獻(xiàn)[4]，國(guó)內(nèi)450～566 MHz頻段頻譜劃分情況見表2。由表2可知，目前470～510 MHz頻段的主要業(yè)務(wù)為廣播業(yè)務(wù)，450～470 MHz頻段主要?jiǎng)澐纸o陸地固定業(yè)務(wù)和陸地移動(dòng)業(yè)務(wù)。

表2 中華人民共和國(guó)無(wú)線電頻率劃分規(guī)定中450～566 MHz頻段頻譜劃分情況

根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]和參考文獻(xiàn)[6]，450～566 MHz頻段民用業(yè)務(wù)見表3。由表3可知，無(wú)線抄表系統(tǒng)的鄰頻系統(tǒng)包括CDMA450系統(tǒng)、鐵路列調(diào)系統(tǒng)、FDD LTE系統(tǒng)、DTMB（數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制）系統(tǒng)和民用無(wú)線計(jì)量業(yè)務(wù)。其中，無(wú)線抄表系統(tǒng)和DTMB系統(tǒng)雖然均工作于470～510 MHz頻段，但是其工作頻段并不重疊。因此，DTMB系統(tǒng)是無(wú)線抄表系統(tǒng)的鄰頻系統(tǒng)。

表3 450～566 MHz民用業(yè)務(wù)情況

根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]，無(wú)線抄表系統(tǒng)需要能夠承受其他通信系統(tǒng)的干擾。因此，這里僅研究無(wú)線抄表系統(tǒng)對(duì)其他通信系統(tǒng)的干擾情況?？赏ㄟ^式（1）[1]判斷受擾系統(tǒng)受到干擾的類型。

其中，fI和fV分別表示干擾系統(tǒng)和受擾系統(tǒng)的工作頻點(diǎn)，BI和BV分別表示干擾系統(tǒng)和受擾系統(tǒng)的工作帶寬。根據(jù)表3中無(wú)線抄表系統(tǒng)鄰頻業(yè)務(wù)的頻率和帶寬參數(shù)，結(jié)合式（1），得到所需分析的干擾共存場(chǎng)景見表4。其中，I型和Ⅱ型無(wú)線抄表設(shè)備和DTMB系統(tǒng)的保護(hù)帶寬目前還未確定，因此需要分析所述兩種無(wú)線抄表系統(tǒng)和DTMB系統(tǒng)之間的鄰道干擾和帶外干擾情況。

表4 干擾共存場(chǎng)景分析

4 無(wú)線抄表系統(tǒng)和鄰頻在用業(yè)務(wù)的干擾共存分析

首先介紹無(wú)線抄表系統(tǒng)的鄰頻在用業(yè)務(wù)的系統(tǒng)參數(shù)、帶外干擾分析方法、鄰道干擾分析的方法和傳播模型，接著對(duì)Ⅰ型和Ⅱ型無(wú)線抄表系統(tǒng)干擾DTMB系統(tǒng)的ACIR建模，最后通過仿真和確定性計(jì)算的方法得到無(wú)線抄表系統(tǒng)和鄰頻在用業(yè)務(wù)之間的共存條件。

4.1 無(wú)線抄表系統(tǒng)同頻鄰頻在用業(yè)務(wù)的系統(tǒng)參數(shù)

CDMA450系統(tǒng)[5]、FDD LTE系統(tǒng)[6]、鐵路列調(diào)系統(tǒng)[7]和DTMB廣播電視系統(tǒng)[8]干擾共存分析所需參數(shù)見表5。

表5 各受擾系統(tǒng)干擾共存分析所需參數(shù)

4.2 帶外干擾分析方法、鄰道干擾分析方法和傳播模型

（1）帶外干擾分析方法

根據(jù)參考文獻(xiàn)[6]，帶外干擾分析方法分以下兩步。

步驟1 計(jì)算泄露在受擾系統(tǒng)工作帶寬內(nèi)的干擾信號(hào)功率PI是否小于通用雜散門限TSEI[1]，如果PI＜TSEI，則判斷干擾系統(tǒng)不會(huì)對(duì)受擾系統(tǒng)造成有害干擾。

步驟2 如果PI＞TSEI，使用受擾系統(tǒng)的保護(hù)準(zhǔn)則判斷干擾系統(tǒng)是否會(huì)對(duì)受擾系統(tǒng)造成有害干擾。

其中，PI可由式（2）得到，TSEI可由式（3）得到。

式 （2）中，ft和fb分別表示受擾系統(tǒng)工作頻帶的上下限，PSDI表示干擾信號(hào)的功率譜密度。式（3）中，T表示單位帶寬上的通用雜散門限，T=-36 dBm/100 kHz=2．511 9× 10-4mW/100 kHz，BV表示受擾系統(tǒng)工作帶寬，單位為MHz。PI和TSEI單位為dBm。

（2）鄰道干擾分析方法

如圖1所示，無(wú)線抄表系統(tǒng)一般安裝在電井中的電表箱內(nèi)，無(wú)線電波需要經(jīng)過兩層金屬隔離物才能向外傳播。因?yàn)镈TMB系統(tǒng)接收端可能安裝于室內(nèi)，也可能安裝于室外，所以干擾端至受擾端的傳播模型應(yīng)為室內(nèi)傳播或室內(nèi)傳播和室外傳播的組合。目前，并沒有普適性的室內(nèi)傳播模型供干擾共存分析使用。因此，這里設(shè)計(jì)了一種仿真和數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的鄰道干擾分析方法。

圖1 無(wú)線抄表系統(tǒng)安裝實(shí)地

所述鄰道干擾分析方法分為4步。

步驟1 通過式（4）計(jì)算得到受擾系統(tǒng)和干擾系統(tǒng)之間的安全隔離度LP1，單位為dB。

步驟2 通過建立普通住宅模型并使用射線追蹤仿真方法得到室內(nèi)路損LPS，即無(wú)線抄表系統(tǒng)至房屋外墻外多個(gè)樣本接收點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)平均損耗，單位為dB。

步驟3 如果LP1＜LPS，則說(shuō)明室外受擾系統(tǒng)和干擾系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)共存，然后通過設(shè)置仿真步長(zhǎng)，使用射線追蹤仿真方法得到室內(nèi)受擾系統(tǒng)和干擾系統(tǒng)之間的安全隔離距離。

步驟4 如果LP1≥LPS，則說(shuō)明室內(nèi)受擾系統(tǒng)和干擾系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)共存。通過式（5）得到除去穿墻損耗的安全隔離LP2。根據(jù)LP2和通用干擾共存?zhèn)鞑ツＰ蚚8]反推得到安全隔離距離d，單位為m。

式（4）和式（5）中，PT表示干擾系統(tǒng)最大發(fā)射功率，單位為dBm；GT表示干擾系統(tǒng)的天線增益，單位為dBi；GR表示受擾系統(tǒng)的天線增益，單位為dBi；LT表示干擾系統(tǒng)的插入損耗，單位為dB；LR表示受擾系統(tǒng)的插入損耗，單位為dB；ACIR表示鄰道干擾功率比，單位為dB；I表示受擾系統(tǒng)能承受的最大干擾信號(hào)功率，單位為dBm，由受擾系統(tǒng)的保護(hù)準(zhǔn)則得到；LQ為穿墻損耗，單位為dB，由仿真得到。

根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]，國(guó)際電信聯(lián)盟規(guī)定：0．1 km距離以下時(shí)，干擾共存計(jì)算采用Hata模型。因此，步驟4中的傳播模型使用Hata模型。

4.3 帶外干擾分析

在帶外干擾分析中，假設(shè)Ⅰ型和Ⅱ型無(wú)線抄表類設(shè)備與DTMB系統(tǒng)之間的保護(hù)帶寬分別為2．5 MHz和250 kHz。根據(jù)第4．2節(jié)中帶外干擾分析方法可知，這種情況下，Ⅰ型和Ⅱ型無(wú)線抄表類設(shè)備對(duì)DTMB系統(tǒng)的干擾屬于帶外干擾。根據(jù)表1、表5及第4．2節(jié)中帶外干擾分析方法，得到的帶外干擾分析計(jì)算結(jié)果見表6。

表6 無(wú)線抄表系統(tǒng)和受擾系統(tǒng)之間帶外干擾分析計(jì)算結(jié)果

由表6可知，3種無(wú)線抄表系統(tǒng)對(duì) 7種受擾系統(tǒng)不造成有害的帶外干擾，可以實(shí)現(xiàn)共存。因此，當(dāng)現(xiàn)有無(wú)線抄表設(shè)備、Ⅰ型無(wú)線抄表設(shè)備和Ⅱ型無(wú)線抄表設(shè)備與DTMB系統(tǒng)分別保證 500 kHz、2．5 MHz和 250 kHz帶寬時(shí)，所述3種無(wú)線抄表系統(tǒng)可以和DTMB系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)共存。

4.4 鄰道干擾分析

本節(jié)分析在Ⅰ型無(wú)線抄表設(shè)備和Ⅱ型無(wú)線抄表設(shè)備與DTMB系統(tǒng)之間的保護(hù)帶寬分別小于2．5 MHz和250 kHz時(shí)，所述兩種無(wú)線抄表設(shè)備對(duì)DTMB系統(tǒng)的鄰道干擾情況，并給出共存條件。

根據(jù)第4．2節(jié)鄰道干擾分析方法、表1、表5、式（4）和式（5）可知，Ⅰ型和Ⅱ型無(wú)線抄表系統(tǒng)與DTMB系統(tǒng)的鄰道干擾共存分析還需要通過確定性計(jì)算方法得到 ACIR值，并通過仿真方法得到LPS和LQ值。下面分別闡述得到ACIR、LPS和LQ的方法和過程。最后根據(jù)ACIR、LPS和LQ確定Ⅰ型和Ⅱ型無(wú)線抄表設(shè)備與DTMB廣播電視系統(tǒng)的共存條件。

4．4 ．1 ACIR建模

首先在不同保護(hù)帶寬下，對(duì)I型和II型無(wú)線抄表系統(tǒng)干擾DTMB系統(tǒng)的ACIR建模。ACIR由式（6）[9]得到。

式（6）中ACLR單位為dB；ACS為鄰道選擇性，單位為dB。下面分別通過數(shù)值計(jì)算方法得到不同保護(hù)帶寬情況下，Ⅰ型和Ⅱ型無(wú)線抄表系統(tǒng)對(duì)DTMB系統(tǒng)的ACLR和ACS。

（1）ACLR計(jì)算

假設(shè)Ⅰ型無(wú)線抄表設(shè)備和DTMB系統(tǒng)之間的保護(hù)帶寬為0．5～2 MHz，Ⅱ型無(wú)線抄表設(shè)備和DTMB系統(tǒng)之間的保護(hù)帶寬為100～200 kHz。當(dāng)保護(hù)帶寬分別為0．5 MHz、1 MHz、1．5 MHz和2 MHz時(shí)，Ⅰ型無(wú)線抄表系統(tǒng)對(duì)DTMB系統(tǒng)的ACLR如圖2所示。當(dāng)保護(hù)帶寬為50 kHz、100 kHz、150 kHz、200 kHz時(shí)，Ⅱ型無(wú)線抄表系統(tǒng)對(duì)DTMB系統(tǒng)的ACLR如圖3所示。無(wú)線抄表系統(tǒng)對(duì)DTMB系統(tǒng)的ACLR可由式（7）得到。

圖2 Ⅰ型無(wú)線抄表系統(tǒng)的ACLR示意

圖3 Ⅱ型無(wú)線抄表的ACLR示意

式（7）中，fb,i和 ft,i表示無(wú)線抄表系統(tǒng)第 i相鄰信道的起始頻率和截止頻率，單位為MHz；PSDT為無(wú)線抄表系統(tǒng)的帶內(nèi)功率譜密度，單位為dBm/MHz；ACLRi表示無(wú)線抄表系統(tǒng)第i相鄰信道的鄰道泄露比，單位dB；K1和K2分別表示無(wú)線抄表系統(tǒng)的第一個(gè)及最后一個(gè)和DTMB系統(tǒng)重疊的相鄰信道序號(hào)。例如圖2中，K1=1、K2=9，圖3中，K1=3、K2=82。

根據(jù)式（7）可計(jì)算得到，不同保護(hù)帶寬下，Ⅰ型和Ⅱ型無(wú)線抄表系統(tǒng)對(duì)DTMB系統(tǒng)的ACLR見表7。

表 7 不同保護(hù)帶寬下，I型和II型無(wú)線抄表干擾DTMB系統(tǒng)的ACLR計(jì)算結(jié)果

（2）ACS計(jì)算

DTMB系統(tǒng)的帶寬為8 MHz，分析Ⅰ型和Ⅱ型無(wú)線抄表設(shè)備對(duì)DTMB系統(tǒng)的鄰道干擾時(shí)，Ⅰ型和Ⅱ型無(wú)線抄表系統(tǒng)干擾DTMB系統(tǒng)的ACS分別如圖4和圖5所示。

根據(jù)參考文獻(xiàn)[9]，ACS可由式（8）得到。

式（8）中Pil表示干擾度，可根據(jù)表 8中不同偏離頻率區(qū)間的保護(hù)準(zhǔn)則和式（9）得到，單位為dBm，Pil=46.87 dBm；N為系統(tǒng)噪聲，由熱噪聲功率譜密度和噪聲系數(shù)得到，N=-99.16 dBm；M為帶內(nèi)允許的靈敏度損失值，M=3 dB[10]。

圖4 不同保護(hù)帶寬下，DTMB系統(tǒng)對(duì)Ⅰ型無(wú)線抄表設(shè)備的ACS示意

圖5 不同保護(hù)帶寬下，DTMB系統(tǒng)對(duì)Ⅱ型無(wú)線抄表設(shè)備的ACS示意

表8 DTMB廣播電視系統(tǒng)不同鄰頻的保護(hù)準(zhǔn)則

式（9）中，TC表示 DTMB系統(tǒng)的接收靈敏度，TC= -76.87 dBm[10]；TP為保護(hù)準(zhǔn)則，根據(jù)表8，TP=-30 dB[10]。

根據(jù)式（8），計(jì)算得到不同保護(hù)帶寬下，Ⅰ型和Ⅱ型無(wú)線抄表系統(tǒng)干擾DTMB系統(tǒng)的ACS，見表9。

表9 I型無(wú)線抄表系統(tǒng)和II型干擾DTMB系統(tǒng)的ACS計(jì)算結(jié)果

根據(jù)式（6）、表7和表9，得到不同保護(hù)帶寬下，Ⅰ型和Ⅱ型無(wú)線抄表系統(tǒng)干擾DTMB系統(tǒng)的ACIR見表10。

表10 不同保護(hù)帶寬下，I型和II型無(wú)線抄表系統(tǒng)干擾DTMB系統(tǒng)的ACIR計(jì)算結(jié)果

4.4.2 通過射線追蹤仿真法得到LPS和LQ值

基于路損仿真工具Visualyse Professional，通過對(duì)典型室內(nèi)場(chǎng)景建模，使用射線追蹤方法，得到室內(nèi)損耗LPS和穿墻損耗LQ。由于不同保護(hù)帶寬下，I型和Ⅱ型無(wú)線抄表系統(tǒng)的工作頻點(diǎn)相差不大，對(duì)路徑損耗仿真結(jié)果影響很小。因此，在仿真過程中，設(shè)無(wú)線抄表系統(tǒng)的工作頻點(diǎn)為479 MHz。

（1）場(chǎng)景建模

根據(jù)圖1應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)無(wú)線抄表系統(tǒng)配電室和室內(nèi)場(chǎng)景建模，如圖6所示。其中，配電室位于樓宇樓層中央位置，配電室三面為鋼筋混凝土材質(zhì)，一面為金屬材質(zhì)。配電室長(zhǎng)2 m、寬1 m，墻體材料為混凝土。屏蔽箱長(zhǎng)0.8 m、寬0.4 m，箱體材料為金屬和玻璃。建筑材料仿真設(shè)置見表 11。

Ⅰ型無(wú)線抄表設(shè)備、Ⅱ型無(wú)線抄表設(shè)備和DTMB廣播電視系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)見表1和表5。室內(nèi)無(wú)線抄表系統(tǒng)干擾DTMB系統(tǒng)場(chǎng)景建模如圖7所示。圖7中，無(wú)線抄表系統(tǒng)天線位于電表內(nèi)，電表位于屏蔽箱內(nèi)，屏蔽箱位于配電室中。在距離發(fā)射天線2 m處設(shè)置36個(gè)接收天線，用射線追蹤法獲得接收功率，通過對(duì)接收功率取統(tǒng)計(jì)平均值，并根據(jù)路損定義[6]，獲得LQ。在距離發(fā)射天線13 m處，設(shè)置81個(gè)室外接收天線，通過和獲得LQ相同的方法得到LPS。

圖6 無(wú)線抄表設(shè)備室內(nèi)場(chǎng)景建模

表11 建筑材料仿真設(shè)置

（2）仿真結(jié)果分析

如圖7所示，采用射線追蹤法仿真獲得的發(fā)射天線至室內(nèi)2 m處平均損耗為30．71 dB，發(fā)射天線至樓宇外墻外圍的平均損耗為62．01 dB。因此，第4．2節(jié)中，LPS=62．01 dB，LQ=30．71 dB。

圖7 無(wú)線抄表設(shè)備干擾DTMB系統(tǒng)場(chǎng)景建模

4．4 ．3 鄰道干擾共存條件

將表1和表5中相關(guān)射頻參數(shù)、本節(jié)得到的Ⅰ型和Ⅱ型無(wú)線抄表設(shè)備的ACIR、LPS和LQ數(shù)值帶入式（4）和式（5），得到不同保護(hù)帶寬下，Ⅰ型無(wú)線抄表系統(tǒng)和DTMB系統(tǒng)之間的安全隔離見表12，Ⅱ型無(wú)線抄表系統(tǒng)和DTMB系統(tǒng)之間的安全隔離見表13。

表12 不同保護(hù)帶寬下，DTMB系統(tǒng)和I型無(wú)線抄表系統(tǒng)之間的鄰道干擾分析結(jié)果

表13 不同保護(hù)帶寬下，DTMB系統(tǒng)和II型無(wú)線抄表系統(tǒng)之間的鄰道干擾分析結(jié)果

由表12可知，在保護(hù)帶寬≤2 MHz時(shí)，I型無(wú)線抄表系統(tǒng)不能和DTMB系統(tǒng)接收端實(shí)現(xiàn)室內(nèi)共存。由表13可知，當(dāng)保護(hù)帶寬＜200 kHz時(shí)，Ⅱ型無(wú)線抄表系統(tǒng)不能和DTMB系統(tǒng)接收端實(shí)現(xiàn)室內(nèi)共存。

由第4．2節(jié)可知，當(dāng)保護(hù)帶寬≥2．5 MHz時(shí)，Ⅰ型無(wú)線抄表系統(tǒng)對(duì)DTMB系統(tǒng)的干擾屬于帶外干擾，當(dāng)保護(hù)帶寬≥250 kHz時(shí)，II型無(wú)線抄表系統(tǒng)對(duì)DTMB系統(tǒng)的干擾屬于帶外干擾。根據(jù)表6帶外干擾計(jì)算結(jié)果可知，Ⅰ型和Ⅱ型無(wú)線抄表系統(tǒng)不會(huì)對(duì)DTMB系統(tǒng)造成有害的帶外干擾。

4.5 小結(jié)

根據(jù)第4．1節(jié)～4．4節(jié)可知：所述3種無(wú)線抄表系統(tǒng)均可和鄰頻FDD LTE、CDMA450、列調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)條件共存；通過為現(xiàn)有無(wú)線抄表系統(tǒng)、Ⅰ型無(wú)線抄表系統(tǒng)和Ⅱ型無(wú)線抄表系統(tǒng)分別設(shè)置500 kHz、2．5 MHz和250 kHz的保護(hù)帶寬，所述3種無(wú)線抄表系統(tǒng)可以和DTMB系統(tǒng)接收端實(shí)現(xiàn)共存。

5 射頻規(guī)范修改建議

根據(jù)第2節(jié)～4節(jié)的研究結(jié)論，這里給出參考文獻(xiàn)[1]射頻規(guī)范的修改建議如下：

·適當(dāng)放寬民用無(wú)線電計(jì)量?jī)x表的工作帶寬限制，建議無(wú)線電計(jì)量?jī)x表的工作帶寬增加至1 MHz，以滿足日益增長(zhǎng)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)速率的需求；

· 建議在無(wú)線計(jì)量?jī)x表應(yīng)用中引入新的窄帶設(shè)備類型，建議將100 kHz帶寬的無(wú)線電計(jì)量?jī)x表的發(fā)射功率限制增至2 W，以滿足電力行業(yè)在部署無(wú)線抄表系統(tǒng)時(shí)的覆蓋范圍需求；

· 建議在無(wú)線計(jì)量?jī)x表工作頻率規(guī)范中引入保護(hù)帶寬限制，工作帶寬為100 kHz的無(wú)線電計(jì)量?jī)x表應(yīng)和DTMB系統(tǒng)保證至少250 kHz的保護(hù)帶寬，工作帶寬為200 kHz的無(wú)線電計(jì)量?jī)x表應(yīng)和DTMB系統(tǒng)保證至少 500 kHz的保護(hù)帶寬，工作帶寬為1 MHz的無(wú)線電計(jì)量?jī)x表應(yīng)和DTMB系統(tǒng)保證至少 2．5 MHz的保護(hù)帶寬。

6 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)行射頻規(guī)范限制下，民用無(wú)線計(jì)量?jī)x表的工作帶寬和發(fā)射功率限值無(wú)法滿足新形勢(shì)下的數(shù)據(jù)速率和覆蓋范圍需求。針對(duì)該問題，根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)提供的1種現(xiàn)行部署和2種預(yù)部署無(wú)線抄表設(shè)備的射頻參數(shù)，通過確定性計(jì)算和射線追蹤仿真的方法研究所述3種無(wú)線抄表系統(tǒng)和鄰頻7種無(wú)線通信設(shè)備之間的干擾共存問題，得到相應(yīng)的共存條件，并給出現(xiàn)有射頻規(guī)范的修改意見。

[1]工業(yè)和信息化部．信息產(chǎn)業(yè)部關(guān)于發(fā)布《微功率(短距離)無(wú)線電設(shè)備的技術(shù)要求》的通知[EB/OL]．(2005-09-05)[2016-10-25]．http://wenku．baidu．com/link?url=LenUsqXYfET80 AY48ufyh_ pH2jUtuN6zTczoTLfEFuhKqvbArUwlE-P3a0FqDY wA2qPRPLq ETaFUKvAJhBm0X5XagKb8Ew3PADRs_ATR3hO．Ministry of Industry and Information Technology．Technical requirements for micropower(short range)radio equipment[EB/OL]．(2005-09-05)[2016-10-25]．http://wenku．baidu．com/link?url= LenUsqXYfET80AY48ufyh_ pH2jUtuN6zTczoTLfEFuhKqvbAr UwlE-P3a0FqDYwA2qPRPLqETaFUKvAJhBm0X5XagKb8Ew 3 PADRs_ATR3hO．

[2]楊濤．WIA-PA工業(yè)無(wú)線傳感網(wǎng)射頻收發(fā)機(jī)調(diào)制/解調(diào)電路研究與設(shè)計(jì)[D]．北京:中國(guó)科學(xué)院大學(xué),2015．YANG T．Research and design of modulation/demodulation circuit for RF transceiver in WIA-PA industrial wireless sensor network[D]．Beijing:University of Chinese Academy of Sciences, 2015．

[3]盧山．無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和熱濕耦合場(chǎng)模擬在糧情監(jiān)測(cè)中應(yīng)用的研究[D]．杭州:浙江大學(xué),2015．LU S．Application of wireless sensor network and simulation of heat and moisture field in grain monitoring[D]．Hangzhou: Zhejiang University,2015．

[4]工業(yè)和信息化部．中華人民共和國(guó)無(wú)線電頻率劃分規(guī)定[EB/OL]．(2014-04-10)[2016-10-25]．http://wenku．baidu．com/link? url=ltQ7hpsU-Sq3W3jt0pLq_kuwwh-fB5648BZtgCpiz-AMly BKEHTAG-UUOaNn8gAEokNUjUfaWjd4RUL9BMTW8iXh QISo Av3I-LOPXZzDwpW．Ministry of Industry and Information Technology．Provisions of the People’s Republic of China on radio frequency division[EB/OL]．(2014-04-10)[2016-10-25]．http://wenku．baidu．com/link?url =ltQ7hpsU-Sq3W3jt0pLq_kuwwh-fB5648BZtgCpiz-AMlyBKE HT AG-UUOaNn8gAEokNUjUfaWjd4RUL9BMTW8iXhQISoAv3I-LO PXZzDwpW．

[5]中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)．450MHz-470MHz IMT FDD系統(tǒng)和TDD系統(tǒng)共存分析[EB/OL]．(2010-10-21)[2016-10-25]．http: //xueshu．baidu．com/s?wd=paperuri:(bb893398df54fc2784f6b12 eaeda151a)&filter=sc_long_sign&sc_ks_para=q%3D．China Communications Standards Association．Coexistence analysis of 450MHz-470MHz IMT FDD system and TDD system[EB/OL]．(2010-10-21)[2016-10-25]．http://xueshu．baidu．com/s?wd= paperuri:(bb893398df54fc2784f6b12eaeda151a)&filter=sc_long_ sign&sc_ks_para=q%3D．

[6]中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)．450MHz-470MHz頻段規(guī)劃研究[EB/OL]．(2015-06-16)[2016-10-25]．http://www．cctime．com/html/ 2015-6-16/201561692562777．htm．ChinaCommunicationsStandardsAssociation．Research on frequency band planning of 450MHz-470MHz[EB/OL]．(2015-06-16)[2016-10-25]．http://www．cctime．com/html/2015-6-16/ 20156169 2562777．htm．

[7]中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)．450MHz-470MHz IMT系統(tǒng)與鐵路調(diào)度系統(tǒng)共存研究[EB/OL]．(2010-10-21)[2016-10-25]．http:// xueshu．baidu．com/s?wd=paperuri:(bb893398df54fc2784f6b12ea eda151a)&filter=sc_long_sign&sc_ks_para=q%3D．ChinaCommunicationsStandardsAssociation．Research on coexistence of 450 MHz-470 MHz IMT system and railway dispatching system[EB/OL]．(2010-10-21)[2016-10-25]．http:// xueshu．baidu．com/s?wd=paperuri:(bb893398df54fc2784f6b12eaeda151a)&filter=sc_long_sign&sc_ks_para=q%3D.

[8]中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì).IMT與地面廣播電視系統(tǒng)動(dòng)態(tài)頻譜共享研究報(bào)告[EB/OL].(2014-04-21)[2016-10-25].http://www. ccsa.org.cn/tc/meeting.php?meeting_id=4804. China Communications Standards Association.Research report on dynamic spectrum sharing between IMT and terrestrial broadcast television system[EB/OL].(2014-04-21)[2016-10-25].http://www.ccsa.org.cn/tc/meeting.php?meeting_id=4804.

[9]中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì).同一區(qū)域698 MHz頻點(diǎn)附近IMT與廣播共存研究 [EB/OL].(2011-05-03)[2016-10-25].http:// www.ccsa.org.cn/tc/meeting.php?meeting_id=3941. China Communications Standards Association. Study on coexistence of IMT and broadcasting near the frequency of 698 MHz in the same area[EB/OL].(2011-05-03)[2016-10-25]. http://www.ccsa.org.cn/tc/meeting.php?meeting_id=3941.

[10]ITU.Planning criteria for digital terrestrial television services in the VHF/UHF bands:ITU-R BT.1368-2009[S/OL].(2009-05-10) [2016-10-25].http://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/bt/R-RECBT.1368-8-200905-S!!PDF-E.pdf.

[11]葛陽(yáng),李大剛.智能家居433MHz射頻通信協(xié)議棧設(shè)計(jì)與網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)[J].電信科學(xué),2015,31(9):130-136. GE Y,LI D G.Design of 433 MHz communication protocol and implementation of gateway in intelligence home [J]. Telecommunications Science,2015,31(9):130-136.

[12]韓銳,張曉燕,劉暢,等.IMT系統(tǒng)對(duì)1 518 MHz-1 525 MHz頻段衛(wèi)星移動(dòng)系統(tǒng)的干擾[J].電信科學(xué),2016,32(3):99-104. HAN R,ZHANG X Y,LIU C,et al.Interference from IMT system to mobile satellite system in 1 518～1 525 MHz band[J]. Telecommunications Science,2016,32(3):99-104.

Interference coexistence between wireless meter reading system in 470～510 MHz band and adjacent systems

XU Ruichen,FANG Ji,DU Hao,WANG Xiaobo
The State Radio Monitoring Center Testing Center,Beijing 100041,China

Current RF specification restrains the wireless meter reading system (WMRS)working in 470～510 MHz band．It is incapable of meeting new communication speed and coverage requirements of power network．Under the premise of ensuring that prior used communication systems in adjacent band work without interference,how to modify the related RF specification to improve communication ability of WMRS is one of the problems to be solved at present．Firstly,the domestic frequency spectrum allocation in 450～566 MHz band was analyzed．Then,based on RF parameters of 3 kinds of WMRS from State Grid and deterministic computation and ray tracing simulation method,the interference coexistence between the WMRS and adjacent communication systems,which including broadcast television system,CDMA450 system,railway train dispatching system and FDD-LTE system was studied．At last,some suggestions for revision of relevant RF specifications were obtained．

470～510 MHz,wireless meter reading system,RF requirement,interference coexistence,modification suggestion

TN929．5

A

10．11959/j．issn．1000-0801．2017009

許瑞琛（1984-），男，博士，國(guó)家無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心檢測(cè)中心工程師，主要研究方向?yàn)轭l譜檢測(cè)理論、干擾共存理論、公網(wǎng)及專網(wǎng)系統(tǒng)級(jí)仿真方法。

房驥（1984-），男，博士，國(guó)家無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心檢測(cè)中心工程師，主要研究方向?yàn)轭l譜檢測(cè)理論、軟件無(wú)線電。

杜昊（1985-），男，國(guó)家無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心檢測(cè)中心工程師，主要研究方向?yàn)轭l譜規(guī)劃和射頻測(cè)試?yán)碚摗?/p>

王小波（1982-），男，博士，國(guó)家無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心檢測(cè)中心高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)闊o(wú)線電射頻理論和V2X理論。

2016-10-25；

2016-12-14

國(guó)家科技重大專項(xiàng)基金資助項(xiàng)目（No．2013ZX03001015-003）

Foundation Item:The National Science and Technology Major Project of China(No．2013ZX03001015-003)