2024年4月8日发(作者：於幻天)
一、有线通信与无线通信
有线通信即利用金属导线、光纤等有形媒质传送信息的
方式。无线通信是指仅利用电磁波而不通过线缆进行的通信
方式。
在网络通信效果、网络安全性等方面，有线通信优于无
线通信方式。在施工难度方面，有线通信除需要安装、调试
设备外，还需要沿路敷设线缆，施工难度相比无线通信方式
较高。在国家政策影响方面，有线通信方式较少涉及国家政
策问题，而无线网络建设需要向国家或地方无线电管理委员
会申请专用的频率，同时在技术体制选择上需要符合相关频
率的使用规定。随着无线应用的迅速发展，频谱资源的供需
矛盾进一步扩大。
二、1G-5G发展史
4G、5G等数字背后的G代表的是英文单词“Generation”，
也就是“代”，5G就是第五代通信技术。从第一代到第五代，
是人为划分的代别。它的定义主要取决于在速率、业务类型、
传输时延以及各种切换成功率等方面具体实现的不同技术。
1.沟通的起源：1G（盛行年代：1980年后）
1986年，第一代移动通信系统（1G）在美国芝加哥诞
生，采用模拟信号传输。即将电磁波进行频率调制后，将语
音信号转换到载波电磁波上，载有信息的电磁波发布到空间
后，由接收设备接收，并从载波电磁波上还原语音信息，完
成一次通话。但各个国家的1G通信标准并不一致，使得第
一代移动通信并不能“全球漫游”，这大大阻碍了1G的发
展。同时，由于1G采用模拟讯号传输，所以其容量非常有
限，一般只能传输语音信号，且存在语音品质低、讯号不稳
定、涵盖范围不够全面，安全性差和易受干扰等问题。
最能代表1G时代特征的，是美国摩托罗拉公司在上世
纪90年代推出并风靡全球的大哥大，即移动手提式电话。
大哥大的推出，依赖于第一代移动通信系统（1G）技术的成
熟和应用。在中国80年代初期，移动通信产业还只是一片
空白，直到1987年，为了迎接全运会的到来，在广东省建
立了中国首个移动通信网络，这也标志着1G在中国的正式
开始。
2.网络的开始：2G（盛行年代：1995年后）
由于1G有很多缺陷，在1999年1G网络被正式关闭，
2G也随之而来。1G到2G就是模拟调制到数字调制的过程。
和1G不同的是，2G采用的是数字调制技术。因此，第二代
移动通信系统的容量也在增加，随着系统容量的增加，2G网
络下除了打电话语音沟通之外，还可以发短信以及上网。虽
然数据传输的速度很慢（每秒9.6~14.4kbit），但文字信息
的传输由此开始了，这成为当今移动互联网发展的基础。
在2G时代也是移动通信标准争夺的开始，主要通信标
准有以摩托罗拉为代表的CDMA美国标准和以诺基亚为代表
的GSM欧洲标准。最终随着GSM标准在全球范围更加广泛的
使用，诺基亚击败摩托罗拉成为了全球移动手机行业的霸主。
第二代移动通信为3G和4G奠定了基础，是通信行业坚实
的一步。
3.通信新纪元：3G（盛行年代：2009年后）
2G时代，手机只能打电话和发送简单的文字信息，虽然
这已经大大提升了效率，但是日益增长的图片和视频传输的
需要，人们对于数据传输速度的要求日趋高涨，2G时代的网
速显然不能支撑满足这一需求。于是高速数据传输的蜂窝移
动通信技术——3G应运而生。
在前两代系统当中，其实并没有一个国际组织明确的标
准规定什么是1G，哪个叫做2G，而是全靠各个国家和地区
的通信标准化组织自己制定协议。但从3G开始，ITU即国
际电信联盟，提出了IMT-2000，并要求符合IMT-2000要求
的才能被接纳为3G技术。各个国家纷纷给出自己的标准，
并完成了融合和标准化。
相比于2G，3G依然采用数字数据传输，但通过开辟新
的电磁波频谱、制定新的通信标准，使得3G的传输速度可
达每秒384kbit，在室内稳定环境下甚至有每秒2Mbit的水
准，是2G时代的140倍。由于采用更宽的频带，传输的稳
定性也大大提高。速度的大幅提升和稳定性的提高，使大数
据的传送更为普遍，移动通信有更多样化的应用，因此3G
被视为是开启移动通信新纪元的重要关键。
4.速度的革命：4G（盛行年代：2013年后）
4G从2013年开始进入我们的视野。4G技术包含TD-LTE
和FDD-LTE两种制式。FDD和TDD主要区别就在于采用不同
的双工方式，为频分双工(FDD)和时分双工(TDD)。FDD是在
分离的两个对称频率信道上进行接收和发送，依靠频率来区
分上下行链路。在TDD方式中,接收和发送使用同一频率载
波的不同时隙作为信道的承载，在某个时间段由基站发送信
号给移动台，而中间的时间间隙由移动台发送信号给基站，
基站和移动台之间必须协同一致才能顺利工作。
2013年12月，工信部在其官网上宣布向中国移动、中
国电信、中国联通颁发“LTE/第四代数字蜂窝移动通信业务”
经营许可，也就是4G牌照。至此，移动互联网进入了一个
新的时代。
4G是在3G基础上发展起来的，采用更加先进通信协议
的第四代移动通信网络。对于用户而言，2G、3G、4G网络最
大的区别在于传速速度不同，4G网络作为最新一代通信技术，
在传输速度上有着非常大的提升，理论上网速度是3G的50
倍，实际体验也都在10倍左右，上网速度可以媲美20M家
庭宽带，因此4G网络可以具备非常流畅的速度，观看高清
电影、大数据传输速度都非常快。
总而言之，4G传输速率更快，网络频谱宽，通信灵活
度更高并且兼容性好。4G让手机实现的功能更为丰富。大
量且稳定的信息传递，让无论是通信还是娱乐都能一手掌控。
5.物联网的决心：5G
“4G改变生活，5G改变社会”。作为新一轮移动通信技
术发展方向，5G把人与人的连接拓展到万物互联。5G时代
不仅能带来超高带宽、超低时延以及超大规模连接的用户体
验，其丰富的垂直行业应用将为移动网络带来更多样化的业
务需求，尤其是网络切片、能力开放两大创新功能的应用，
将改变传统业务运营方式和作业模式。5G明确除了涵盖个人
移动通信的eMBB场景，还有另外两大场景：uRLLC场景和
mMTC场景
eMBB场景最大的特点是大带宽高速率，那么与此特点直
接相关的最起码有“视频”应用。目前“视频”应用还处于
初级阶段，而高清8K视频、VR/AR视频、3D视频，这些都需
要5G来承载才有可能。
uRLLC场景最大的特点是低时延高可靠，此场景主要对
应“自动驾驶控制、广域无人机控制”等技术的发展。
mMTC场景最大的特点是海量连接成本低廉，此场景的
应用本身就是“万物互联”。
三、LTE230MHz电力无线专网
国家无委在1991年发文，对230MHz频段的使用按照
25kHz作为一个频点进行了分配。给电力、气象、水利等８
个部委分配了共计100多个频点，这些频点是可在全国范围
内使用的。另外，还有近百频点，由地方无委进行分配使用。
其中分配给电力使用的专用授权频点有40个，共计1MHz带
宽，最低频点的子带为223.525MHz，最高频点的子带为231.
65MHz。
早在上世纪80年代，电力系统就开始尝试用230MHz数
传电台传输数据，1988年国家无线电管理委员会通过《(1988)
无管字3号》、(((1989)无管字5号》文将230MHz频段15
组双工频点(F3组9对，F4组6对)和10个单工频点(全部在
F1组)作为电力负荷控制和电力调度信息传输使用的专用频
段批复给电力系统使用。20多年来，该频段一直在电力负荷
监控、计量管理等方面发挥着重要作用，但由于其数传速率
低(300bps~2400bps)、轮询时间长等缺点随着电网的发展日
趋明显，远远不能满足现有业务高数据吞吐量、高安全性的
要求，己经逐步退出历史舞台。
传统230数传电台仅能提供低速率的窄带数据传输，
不能满足智能电网发展所需的大带宽、高速率需求；而目前
的无线宽带通信系统大多工作在1800MHz等高频段，虽然数
据传输能力较强，但单站的覆盖能力方面较弱，建网和运维
成本很高，且都基于通用标准设计，与电力业务的结合能力
一般。LTE230MHz电力无线专网正是从这三方面考虑，结合
电力行业应用需求，既具备广覆盖优势，又为电力行业定制
开发，同时具备宽带传输能力，是电力配用电应用中通信体
制的较好选择。
LTE230MHz电力无线专网是工作在230MHz频段的无线
专网通信系统。在电力行业中基于频率使用政策上的天然优
势，结合4GLTE先进技术及广覆盖优势，在电力配用电领
域具有良好的推广应用价值。
LTE230MHz电力无线专网采用了多种先进的无线通信
关键技术，主要包括用于解决宽带传输的载波聚合技术，用
于解决高吞吐量和高可靠性传输的OFDM（Orthogonal
FrequencyDivisionMultiplexing）技术，用于解决多系统共
存问题的频谱感知技术和干扰协调技术，用于海量用户接入
设计的自适应调制及编码技术，用于保证传输可靠性的自适
应重传（HybridAutomaticRepeatreQuest，HARQ）技术和
动态调度，用于保证网络安全的三层加密体系，以及绿色节
能设计、可扩展性设计、可靠性设计、网络管理等。
230MHz关键技术-载波聚合技术
为了解决频带资源受限的问题，LTE230MHz电力无线专
网将有限的频带资源，通过载波聚合技术进行整合，使得移
动宽带系统传输带宽得到很大提升。
把每一个离散的信道都作为一个成员载波，将不连续分
配的成员载波进行有效聚合，进而根据用户需求统一分配给
一个用户使用，使得传输带宽较传统的230MHz数传电台得
到了数倍的提升，从而达到宽带传输的效果。此外，LTE
230MHz电力无线专网通过结合高阶调制等其他通信技术，实
现了在40个25KHz频点共计1MHz的带宽上，使得单个UE
（用户终端UserEquipment）的最大上行速率可达1.76Mbps，
相对于单频点25kHz下的传输速率得到了质的提升。
230MHz与LTE1800MHz分析对比
相对于1800MHz频段，230MHz低频段具有天然覆盖远
的优势，能够大大降低组网成本，特别针对于广覆盖低成本
系统，低频段是宝贵的频率资源。
频谱资源方面，我国无线电频率资源由工业和信息化部
无线电管理局进行管理，根据《关于印发民用超短波遥测、
遥控、数据传输业务频段规划的通知》（国无管〔1991〕5
号）文件规定，230MHz频段的40个离散频点共计1M带宽
授权给电力系统传输负荷监控业务，该频段需5年续申备案
一次。根据《国家发改委、财政部文件（〔2003〕2300号）》
文件规定，工作于230MHz频段的无线终端设备频谱使用费
为800元/频点/年。经与国家无线电管理局多次沟通，目前
国家无线电管理局对公司230MHz频段的频谱政策如下：继
续使用已分配的40个频点资源，鼓励采用先进技术提升授
权频点使用效率，暂不考虑分配其他频点资源。
为适应1800MHz频段本地无线接入技术的发展，满足交
通（城市轨道交通等）、电力、石油等行业专用通信网和公
众通信网的应用需求，根据我国无线电频率划分规定及频率
使用现状，工业和信息化部关于重新发布1785-1805MHz频
段无线接入系统频率使用事宜的通知（工信部无[2015]65号）
重新发布1785-1805MHz频段时分双工（TDD）方式无线接
入系统使用频率有关事宜。规定该频段主要用于本地无线接
入。具体频率分配、指配和无线电台站管理工作，由各省、
自治区、直辖市无线电管理机构负责。频率占用费的收取按
国家有关规定执行。考虑到边防、航空等行业已在局部区域
申请使用该频段，公司难以在覆盖范围内统一申请试验频段，
且已建无线网络试验频段在续申时存在被收回的风险。
2024年4月8日发(作者：於幻天)
一、有线通信与无线通信
有线通信即利用金属导线、光纤等有形媒质传送信息的
方式。无线通信是指仅利用电磁波而不通过线缆进行的通信
方式。
在网络通信效果、网络安全性等方面，有线通信优于无
线通信方式。在施工难度方面，有线通信除需要安装、调试
设备外，还需要沿路敷设线缆，施工难度相比无线通信方式
较高。在国家政策影响方面，有线通信方式较少涉及国家政
策问题，而无线网络建设需要向国家或地方无线电管理委员
会申请专用的频率，同时在技术体制选择上需要符合相关频
率的使用规定。随着无线应用的迅速发展，频谱资源的供需
矛盾进一步扩大。
二、1G-5G发展史
4G、5G等数字背后的G代表的是英文单词“Generation”，
也就是“代”，5G就是第五代通信技术。从第一代到第五代，
是人为划分的代别。它的定义主要取决于在速率、业务类型、
传输时延以及各种切换成功率等方面具体实现的不同技术。
1.沟通的起源：1G（盛行年代：1980年后）
1986年，第一代移动通信系统（1G）在美国芝加哥诞
生，采用模拟信号传输。即将电磁波进行频率调制后，将语
音信号转换到载波电磁波上，载有信息的电磁波发布到空间
后，由接收设备接收，并从载波电磁波上还原语音信息，完
成一次通话。但各个国家的1G通信标准并不一致，使得第
一代移动通信并不能“全球漫游”，这大大阻碍了1G的发
展。同时，由于1G采用模拟讯号传输，所以其容量非常有
限，一般只能传输语音信号，且存在语音品质低、讯号不稳
定、涵盖范围不够全面，安全性差和易受干扰等问题。
最能代表1G时代特征的，是美国摩托罗拉公司在上世
纪90年代推出并风靡全球的大哥大，即移动手提式电话。
大哥大的推出，依赖于第一代移动通信系统（1G）技术的成
熟和应用。在中国80年代初期，移动通信产业还只是一片
空白，直到1987年，为了迎接全运会的到来，在广东省建
立了中国首个移动通信网络，这也标志着1G在中国的正式
开始。
2.网络的开始：2G（盛行年代：1995年后）
由于1G有很多缺陷，在1999年1G网络被正式关闭，
2G也随之而来。1G到2G就是模拟调制到数字调制的过程。
和1G不同的是，2G采用的是数字调制技术。因此，第二代
移动通信系统的容量也在增加，随着系统容量的增加，2G网
络下除了打电话语音沟通之外，还可以发短信以及上网。虽
然数据传输的速度很慢（每秒9.6~14.4kbit），但文字信息
的传输由此开始了，这成为当今移动互联网发展的基础。
在2G时代也是移动通信标准争夺的开始，主要通信标
准有以摩托罗拉为代表的CDMA美国标准和以诺基亚为代表
的GSM欧洲标准。最终随着GSM标准在全球范围更加广泛的
使用，诺基亚击败摩托罗拉成为了全球移动手机行业的霸主。
第二代移动通信为3G和4G奠定了基础，是通信行业坚实
的一步。
3.通信新纪元：3G（盛行年代：2009年后）
2G时代，手机只能打电话和发送简单的文字信息，虽然
这已经大大提升了效率，但是日益增长的图片和视频传输的
需要，人们对于数据传输速度的要求日趋高涨，2G时代的网
速显然不能支撑满足这一需求。于是高速数据传输的蜂窝移
动通信技术——3G应运而生。
在前两代系统当中，其实并没有一个国际组织明确的标
准规定什么是1G，哪个叫做2G，而是全靠各个国家和地区
的通信标准化组织自己制定协议。但从3G开始，ITU即国
际电信联盟，提出了IMT-2000，并要求符合IMT-2000要求
的才能被接纳为3G技术。各个国家纷纷给出自己的标准，
并完成了融合和标准化。
相比于2G，3G依然采用数字数据传输，但通过开辟新
的电磁波频谱、制定新的通信标准，使得3G的传输速度可
达每秒384kbit，在室内稳定环境下甚至有每秒2Mbit的水
准，是2G时代的140倍。由于采用更宽的频带，传输的稳
定性也大大提高。速度的大幅提升和稳定性的提高，使大数
据的传送更为普遍，移动通信有更多样化的应用，因此3G
被视为是开启移动通信新纪元的重要关键。
4.速度的革命：4G（盛行年代：2013年后）
4G从2013年开始进入我们的视野。4G技术包含TD-LTE
和FDD-LTE两种制式。FDD和TDD主要区别就在于采用不同
的双工方式，为频分双工(FDD)和时分双工(TDD)。FDD是在
分离的两个对称频率信道上进行接收和发送，依靠频率来区
分上下行链路。在TDD方式中,接收和发送使用同一频率载
波的不同时隙作为信道的承载，在某个时间段由基站发送信
号给移动台，而中间的时间间隙由移动台发送信号给基站，
基站和移动台之间必须协同一致才能顺利工作。
2013年12月，工信部在其官网上宣布向中国移动、中
国电信、中国联通颁发“LTE/第四代数字蜂窝移动通信业务”
经营许可，也就是4G牌照。至此，移动互联网进入了一个
新的时代。
4G是在3G基础上发展起来的，采用更加先进通信协议
的第四代移动通信网络。对于用户而言，2G、3G、4G网络最
大的区别在于传速速度不同，4G网络作为最新一代通信技术，
在传输速度上有着非常大的提升，理论上网速度是3G的50
倍，实际体验也都在10倍左右，上网速度可以媲美20M家
庭宽带，因此4G网络可以具备非常流畅的速度，观看高清
电影、大数据传输速度都非常快。
总而言之，4G传输速率更快，网络频谱宽，通信灵活
度更高并且兼容性好。4G让手机实现的功能更为丰富。大
量且稳定的信息传递，让无论是通信还是娱乐都能一手掌控。
5.物联网的决心：5G
“4G改变生活，5G改变社会”。作为新一轮移动通信技
术发展方向，5G把人与人的连接拓展到万物互联。5G时代
不仅能带来超高带宽、超低时延以及超大规模连接的用户体
验，其丰富的垂直行业应用将为移动网络带来更多样化的业
务需求，尤其是网络切片、能力开放两大创新功能的应用，
将改变传统业务运营方式和作业模式。5G明确除了涵盖个人
移动通信的eMBB场景，还有另外两大场景：uRLLC场景和
mMTC场景
eMBB场景最大的特点是大带宽高速率，那么与此特点直
接相关的最起码有“视频”应用。目前“视频”应用还处于
初级阶段，而高清8K视频、VR/AR视频、3D视频，这些都需
要5G来承载才有可能。
uRLLC场景最大的特点是低时延高可靠，此场景主要对
应“自动驾驶控制、广域无人机控制”等技术的发展。
mMTC场景最大的特点是海量连接成本低廉，此场景的
应用本身就是“万物互联”。
三、LTE230MHz电力无线专网
国家无委在1991年发文，对230MHz频段的使用按照
25kHz作为一个频点进行了分配。给电力、气象、水利等８
个部委分配了共计100多个频点，这些频点是可在全国范围
内使用的。另外，还有近百频点，由地方无委进行分配使用。
其中分配给电力使用的专用授权频点有40个，共计1MHz带
宽，最低频点的子带为223.525MHz，最高频点的子带为231.
65MHz。
早在上世纪80年代，电力系统就开始尝试用230MHz数
传电台传输数据，1988年国家无线电管理委员会通过《(1988)
无管字3号》、(((1989)无管字5号》文将230MHz频段15
组双工频点(F3组9对，F4组6对)和10个单工频点(全部在
F1组)作为电力负荷控制和电力调度信息传输使用的专用频
段批复给电力系统使用。20多年来，该频段一直在电力负荷
监控、计量管理等方面发挥着重要作用，但由于其数传速率
低(300bps~2400bps)、轮询时间长等缺点随着电网的发展日
趋明显，远远不能满足现有业务高数据吞吐量、高安全性的
要求，己经逐步退出历史舞台。
传统230数传电台仅能提供低速率的窄带数据传输，
不能满足智能电网发展所需的大带宽、高速率需求；而目前
的无线宽带通信系统大多工作在1800MHz等高频段，虽然数
据传输能力较强，但单站的覆盖能力方面较弱，建网和运维
成本很高，且都基于通用标准设计，与电力业务的结合能力
一般。LTE230MHz电力无线专网正是从这三方面考虑，结合
电力行业应用需求，既具备广覆盖优势，又为电力行业定制
开发，同时具备宽带传输能力，是电力配用电应用中通信体
制的较好选择。
LTE230MHz电力无线专网是工作在230MHz频段的无线
专网通信系统。在电力行业中基于频率使用政策上的天然优
势，结合4GLTE先进技术及广覆盖优势，在电力配用电领
域具有良好的推广应用价值。
LTE230MHz电力无线专网采用了多种先进的无线通信
关键技术，主要包括用于解决宽带传输的载波聚合技术，用
于解决高吞吐量和高可靠性传输的OFDM（Orthogonal
FrequencyDivisionMultiplexing）技术，用于解决多系统共
存问题的频谱感知技术和干扰协调技术，用于海量用户接入
设计的自适应调制及编码技术，用于保证传输可靠性的自适
应重传（HybridAutomaticRepeatreQuest，HARQ）技术和
动态调度，用于保证网络安全的三层加密体系，以及绿色节
能设计、可扩展性设计、可靠性设计、网络管理等。
230MHz关键技术-载波聚合技术
为了解决频带资源受限的问题，LTE230MHz电力无线专
网将有限的频带资源，通过载波聚合技术进行整合，使得移
动宽带系统传输带宽得到很大提升。
把每一个离散的信道都作为一个成员载波，将不连续分
配的成员载波进行有效聚合，进而根据用户需求统一分配给
一个用户使用，使得传输带宽较传统的230MHz数传电台得
到了数倍的提升，从而达到宽带传输的效果。此外，LTE
230MHz电力无线专网通过结合高阶调制等其他通信技术，实
现了在40个25KHz频点共计1MHz的带宽上，使得单个UE
（用户终端UserEquipment）的最大上行速率可达1.76Mbps，
相对于单频点25kHz下的传输速率得到了质的提升。
230MHz与LTE1800MHz分析对比
相对于1800MHz频段，230MHz低频段具有天然覆盖远
的优势，能够大大降低组网成本，特别针对于广覆盖低成本
系统，低频段是宝贵的频率资源。
频谱资源方面，我国无线电频率资源由工业和信息化部
无线电管理局进行管理，根据《关于印发民用超短波遥测、
遥控、数据传输业务频段规划的通知》（国无管〔1991〕5
号）文件规定，230MHz频段的40个离散频点共计1M带宽
授权给电力系统传输负荷监控业务，该频段需5年续申备案
一次。根据《国家发改委、财政部文件（〔2003〕2300号）》
文件规定，工作于230MHz频段的无线终端设备频谱使用费
为800元/频点/年。经与国家无线电管理局多次沟通，目前
国家无线电管理局对公司230MHz频段的频谱政策如下：继
续使用已分配的40个频点资源，鼓励采用先进技术提升授
权频点使用效率，暂不考虑分配其他频点资源。
为适应1800MHz频段本地无线接入技术的发展，满足交
通（城市轨道交通等）、电力、石油等行业专用通信网和公
众通信网的应用需求，根据我国无线电频率划分规定及频率
使用现状，工业和信息化部关于重新发布1785-1805MHz频
段无线接入系统频率使用事宜的通知（工信部无[2015]65号）
重新发布1785-1805MHz频段时分双工（TDD）方式无线接
入系统使用频率有关事宜。规定该频段主要用于本地无线接
入。具体频率分配、指配和无线电台站管理工作，由各省、
自治区、直辖市无线电管理机构负责。频率占用费的收取按
国家有关规定执行。考虑到边防、航空等行业已在局部区域
申请使用该频段，公司难以在覆盖范围内统一申请试验频段，
且已建无线网络试验频段在续申时存在被收回的风险。