CN104301021A - 适用于电力应急通信系统的双向多中继传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于电力应急通信系统的双向多中继传输方法，包括一个无线基站、一个或一个以上无线中继点、和一个或一个以上移动终端，该传输方法包括三个步骤：在步骤一，移动终端和无线基站在同时发送信号，而无线中继点接收来自于无线基站和移动终端的叠加信号；在步骤二，中继节点发送信号，而移动终端和无线基站均接收来自于中继节点发送的信号；在步骤三：移动终端从接收信号中提取出无线基站发送的信号，无线基站从接收信号中提取出移动终端发送的信号，实现双向通信。本发明提供的多中继传输方法能够在不损失系统吞吐量的情况下有效扩大电力应急通信系统的信号覆盖范围。

Description

适用于电力应急通信系统的双向多中继传输方法

技术领域

本发明涉及电力应急通信系统的传输方法，尤其涉及电力应急通信系统的双向多中继传输方法。

背景技术

电网是国家重要基础设施，电网的安全运行直接关系到国家安全和社会稳定。在突如其来的大型自然灾害和公共突发事件面前，常规的通信手段往往无法满足通信需求。构建电力应急通信系统，可在电力系统生产过程中一旦出现突发事件而导致电力通信中断或需要临时快速通信时提供及时有效的通信保障。

现有的电力应急通信系统主要是卫星通信设备，以及基于公网(例如2/3/4G)等远程通信方式。恶劣的天气容易引发电网事故，而此时卫星通信方式也容易受到天气的影响，无法在特殊时期提供可靠的应急通信。同时卫星通信存在带宽低功耗大等缺点，在传输高质量视频方面有着先天的缺陷。诸如TD-LTE等4G公网虽然能够在大范围内提供高带宽和较为稳定的通信，但在一些基础设施较差的地区仍然不能提供充分的覆盖。

在应急通信车上配置无线基站的电力应急通信系统是一种在特殊情况下能够提供有效通信保障的有效手段。然而由于应急通信车的体积以及高度限制，往往很难提供有效的覆盖范围。增加无线中继节点在一定程度上能够改善覆盖范围，然而同时也降低了系统的吞吐率。为了有效解决该问题，在不降低系统吞吐率的条件下增加覆盖范围，本发明提供了一种适用于电力应急通信系统的双向多中继传输方法。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种适用于电力应急通信系统的双向多中继传输方法，能够实现通过一个或多个中继，实现基站和移动端的双向通信，增加应急通信系统的覆盖范围。

技术方案：为实现上述目的，本发明所述电力应急通信系统包括一个无线基站，一个或一个以上无线中继节点，和一个或一个以上多个移动终端，所提供双向多中继传输方法包括如下步骤：

步骤一、无线基站和一个或以上移动终端同时发送信号，而一个或以上无线中继节点接收来自于无线基站和移动终端叠加的信号；

步骤二、无线中继节点发送信号，而无线基站和移动终端均接收来自于无线中继节点发送的信号；

步骤三、无线基站从其接收信号中提取出移动终端的发送信号，移动终端从其接收信号中提取出无线基站的发送信号，以此实现双向通信。

步骤二中各无线中继节点的发送信号为步骤一中各中继节点的接收信号的直接放大。

信号传输在一个移动终端和无线基站之间进行，且步骤二中的各无线中继节点的第k个时刻的发送信号为

$y_k={\mathrm{\α}\hat{x}}_{k,1}+(1-\mathrm{\α}){\hat{x}}_{k,2}$

其中，表示各中继节点对步骤一无线基站的发送信号的判决，表示各中继节点对步骤一移动终端的发送信号的判决，α为大于0小于1的加权系数。

有益效果：本发明提供了一种适用于电力应急通信系统的双向多中继传输方法，能够实现通过一个或多个中继，实现基站和移动端的双向通信，增加应急通信系统的覆盖范围。

附图说明

图1是本发明所述电力应急通信系统示意图。

图2是本发明提供的双向多中继传输方法过程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述：

图1是电力应急通信系统示意图，所述电力应急通信系统由三个模块组成：无线基站、移动终端和无线中继点。电力应急通信的目的是移动终端需要同无线基站进行双向信息传输。当无线基站与移动终端的距离较远，两者之间无法直接有效的完成信息传输。此时，无线中继点可以协助两者完成信号传输。

无线中继点可以为仅包括功率放大功能的射频收发单元。此时，无线基站与移动终端之间的信息传输可以依次由以下过程完成：

首先，无线基站和移动终端同时发送信号，而一个或以上无线中继节点接收来自于无线基站和移动终端叠加的信号，令x_k,1和x_k,2分别表示第k个时刻无线基站和移动终端的发送信号，则第l个中继节点处的接收信号

r_k,l＝h_l,1x_k,1+h_l,2x_k,2+z_k,l

其中h_l,1和h_l,2分别为无线基站和移动终端到第l个中继节点之间的信道状态信息，z_k,l为第l个中继节点的加性高斯噪声。

其次，无线中继节点直接放大接收到的信号，而无线基站和移动终端均接收来自于无线中继节点发送的信号，即y_k,l＝βr_k,l，其中β为功率放大系数。

最后，无线基站从其接收信号中提取出移动终端的发送信号，移动终端从其接收信号中提取出无线基站的发送信号，以此实现双向通信。

无线中继点也可以为包括功率放大功能的射频收发单元和基带信号处理单元。此时，无线基站与移动终端之间的信息传输可以依次由以下过程完成：

首先，无线基站和移动终端同时发送信号，而一个或以上无线中继节点接收来自于无线基站和移动终端叠加的信号，令x_k,1和x_k,2分别表示第k个时刻无线基站和移动终端的发送信号，则第l个中继节点处的接收信号

r_k,l＝h_l,1x_k,1+h_l,2x_k,2+z_k,l

其中h_l,1和h_l,2分别为无线基站和移动终端到第l个中继节点之间的信道状态信息，z_k,l为第l个中继节点的加性高斯噪声。

其次，无线中继节点根据接收到的信号判决出无线基站的发送信号x_k,1和移动终端的发送信号x_k,2，各无线中继节点的第k个时刻的发送信号为

$y_k={\mathrm{\α}\hat{x}}_{k,1}+(1-\mathrm{\α}){\hat{x}}_{k,2}$

其中，表示各中继节点对步骤一无线基站的发送信号的判决，表示各中继节点对步骤一移动终端的发送信号的判决，α为大于0小于1的加权系数。

最后，无线基站从其接收信号中提取出移动终端的发送信号，移动终端从其接收信号中提取出无线基站的发送信号，以此实现双向通信。

综合上述过程，本发明提供的多中继双向传输的框图见图2。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种适用于电力应急通信系统的双向多中继传输方法，包括一个无线基站、一个或一个以上无线中继点，和一个或一个以上移动终端，无线基站和移动终端在，其特征在于，该传输方法包括以下三个步骤： 

步骤一、无线基站和一个或一个以上移动终端同时发送信号，而一个或一个以上无线中继节点接收来自于无线基站和移动终端叠加的信号； 

步骤二、无线中继节点发送信号，而无线基站和移动终端均接收来自于无线中继节点发送的信号； 

步骤三、无线基站从其接收信号中提取出移动终端的发送信号，移动终端从其接收信号中提取出无线基站的发送信号，以此实现双向通信。 

2.根据权利要求1所述的适用于电力应急通信系统的双向多中继传输方法，其特征在于，所述步骤二中各无线中继节点的发送信号为步骤一中各中继节点的接收信号的直接放大。 

3.根据权利要求1所述的适用于电力应急通信系统的双向多中继传输方法，其特征在于，所述的无线基站和一个移动终端进行通信，且步骤二中的各无线中继节点的第k个时刻的发送信号为 

其中，表示各中继节点对步骤一无线基站的发送信号的判决，表示各中继节点对步骤一移动终端的发送信号的判决，α为大于0小于1的加权系数。