CN105338538A - 一种物理隔离的电力td-lte多业务承载系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种物理隔离的电力TD-LTE多业务承载系统及方法，其中，系统包括时钟源、LTE基站、LTE核心网A、LTE核心网B、LTE核心路由器A、LTE核心路由器B、电力SDH回传网、至少一个终端设备UE_A以及至少一个终端设备UE_B；方法步骤包括搭建物理隔离系统、设置基站A和基站B的工作频率、设置终端设备的PLMN和中心频率、搜索同步信号并获得PLMN以及判断PLMN是否匹配。本发明的物理隔离的电力TD-LTE多业务承载系统及方法可以运用到相互独立的电力信息网络中，保持原有网络的独立性并最大限度利用有限的频率资源，解决通过TD-LTE技术实现电力系统业务的综合承载的隔离问题，具有较好的应用前景。

Description

一种物理隔离的电力TD-LTE多业务承载系统及方法

技术领域

本发明涉及一种电力TD-LTE多业务承载系统及方法，尤其是一种采用物理隔离的电力TD-LTE多业务承载系统及方法。

背景技术

电力系统高度重视用于生产控制的电力监控系统及其通信网络的可靠性和安全性。电监会[2005]5号令等先后明确要求，电力监控系统应当坚持安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证的原则，保障电力监控系统和电力调度数据网的安全。电监安全[2006]34号文明确要求，电力调度数据网应当在专用通道上使用独立网络设备组网，采用基于SDH/PDH不同通道、不同光波长、不同纤芯等方式，在物理层面上实现与电力企业其他数据网及外部信息网的安全隔离。

随着智能电网建设的不断深入开展，电力通信业务种类日益丰富，网络覆盖范围和建设规模逐年扩大。电力光纤终端通信接入网络的建设成本较高，施工周期较长，仅仅依靠光纤接入已经难以满足不同地区、不同业务的通信需求，特别是在不适合光纤施工的古城区、景区、CBD和偏远农村地区，相比之下，无线通信网络更适合分布较为分散的电力终端，尤其是满足移动业务的通信需求。

在承载电力系统明确要求隔离的多种业务时，未采取隔离措施的TD-LTE无线通信系统存在因为设备故障或者业务拥塞导致电力通信中断的隐患，不符合电力系统相关要求。而建设两套独立的TD-LTE无线通信系统需要在系统间保留频率保护间隔，对于十分紧张的无线专网频率资源不可行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在现有的承载电力系统在进行多业务隔离时难以保留频率保护间隔。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种物理隔离的电力TD-LTE多业务承载系统，包括时钟源、LTE基站、LTE核心网A、LTE核心网B、LTE核心路由器A、LTE核心路由器B、电力SDH回传网、至少一个终端设备UE_A以及至少一个终端设备UE_B；

时钟源分别与LTE核心路由器A和LTE核心路由器B相连，为LTE核心路由器A和LTE核心路由器B提供同步时钟信号；

LTE基站包括至少一个基站A以及至少一个基站B，基站A包括基带处理单元设备BBU_A以及与之连接通信的射频拉远单元设备RRU_A，基站B包括基带处理单元设备BBU_B以及与之连接通信的射频拉远单元设备RRU_B；

LTE核心网A中设有至少一个连接在ALTE核心路由器A上的核心网设备A，LTE核心网B中设有至少一个连接在LTE核心路由器B上的核心网设备B；

电力SDH回传网设有相互独立的回传通道A和回传通道B，回传通道A用于连接LTE核心路由器A与基带处理单元设备BBU_A，回传通道B用于连接LTE核心路由器B与基带处理单元设备BBU_B；

终端设备UE_A与射频拉远单元设备RRU_A无线通信，终端设备UE_B与射频拉远单元设备RRU_B无线通信，且射频拉远单元设备RRU_A的工作频段与射频拉远单元设备RRU_B的工作频段之间无保护间隔。

采用时钟源分别与LTE核心路由器A和LTE核心路由器B相连，从而为A系统和B系统之间既实现了时钟信号同步，又实现了物理隔离，使两个系统之间的通路互不干扰，避免在十分紧张的无线专网频率资源中保留频率保护间隔；采用相互独立的回传通道A和回传通道B，能够有效避免A系统和B系统的回传信息在电力SDH回传网中相互干扰，提高信息回传的效率和可靠性。

作为本发明的进一步限定方案，基带处理单元设备BBU_A的工作小区中心频率为fA，系统带宽为WA；基带处理单元设备BBU_B的工作小区中心频率fB，系统带宽WB；中心频率关系满足|fA-fB|=WA/2+WB/2。采用fA和fB两个不同的工作小区中心频率，能够确保终端设备UE_A和终端设备UE_B有效接收识别，实现了隔离作用，同时这两个工作小区中心频率之间无保护间隔，也不会占用较大的无线专网频率资源。

作为本发明的进一步限定方案，终端设备UE_A设置运营商代码为PLMN_A，中心频率信息为fA；终端设备UE_B设置运营商代码为PLMN_B，中心频率信息为fB。采用设置运营商代码能够便于终端设备UE_A和终端设备UE_B在无线通信时的识别匹配。

作为本发明的进一步限定方案，终端设备UE_A和终端设备UE_B均设有独立的存储器加密存储运营商代码和中心频率。采用独立的存储器加密存储运营商代码和中心频率，能够有效防止终端设备变更自身预留的运营商代码和中心频率信息，增强了终端设备使用的安全性。

作为本发明的进一步限定方案，基带处理单元设备BBU_A与射频拉远单元设备RRU_A通过CPRI协议进行通信，基带处理单元设备BBU_B与射频拉远单元设备RRU_B通过CPRI协议进行通信。

作为本发明的进一步限定方案，时钟源为基于IEEE1588V2协议标准的时钟源。

本发明还提供了一种物理隔离的电力TD-LTE多业务承载方法，包括如下步骤：

步骤1，搭建一个包括时钟源、LTE基站、LTE核心网A、LTE核心网B、LTE核心路由器A、LTE核心路由器B、电力SDH回传网、至少一个终端设备UE_A以及至少一个终端设备UE_B的物理隔离系统，其中，时钟源分别与LTE核心路由器A和LTE核心路由器B相连，为LTE核心路由器A和LTE核心路由器B提供同步时钟信号；LTE基站包括至少一个基站A以及至少一个基站B，基站A包括基带处理单元设备BBU_A以及与之连接通信的射频拉远单元设备RRU_A，基站B包括基带处理单元设备BBU_B以及与之连接通信的射频拉远单元设备RRU_B；LTE核心网A中设有至少一个连接在ALTE核心路由器A上的核心网设备A，LTE核心网B中设有至少一个连接在LTE核心路由器B上的核心网设备B；电力SDH回传网设有相互独立的回传通道A和回传通道B，回传通道A用于连接LTE核心路由器A与基带处理单元设备BBU_A，回传通道B用于连接LTE核心路由器B与基带处理单元设备BBU_B；终端设备UE_A与射频拉远单元设备RRU_A无线通信，终端设备UE_B与射频拉远单元设备RRU_B无线通信；

步骤2，分别设置射频拉远单元设备RRU_A和射频拉远单元设备RRU_B的工作频段为fA和fB，且射频拉远单元设备RRU_A的工作频段与射频拉远单元设备RRU_B的工作频段之间无保护间隔；

步骤3，分别设置终端设备UE_A的运营商代码为PLMN_A，中心频率信息为fA；分别设置终端设备UE_B的运营商代码为PLMN_B，中心频率信息为fB；

步骤4，终端设备UE_A和终端设备UE_B在进入网络覆盖区域后分别在中心频率fA和fB附近执行搜索同步信号，并在搜索到同步信号后进行标准时间同步、频率同步、信道估计以及物理信道检测，进一步获得MIB、SIB和PLMN；

步骤5，终端设备UE_A和终端设备UE_B各自比对设置的运营商代码与获得的PLMN是否匹配，若不匹配，则返回步骤4，若匹配，则继续接收SIB。

该方法采用物理隔离，与完全独立的两套LTE系统相比，避免了邻道干扰问题，提高了每个独立通道的通信质量，同时也避免占用十分紧张的无线专网频率资源，降低了网络总体建设成本。

本发明的有益效果在于：（1）采用时钟源分别与LTE核心路由器A和LTE核心路由器B相连，从而为A系统和B系统之间既实现了时钟信号同步，又实现了物理隔离，使两个系统之间的通路互不干扰，避免在十分紧张的无线专网频率资源中保留频率保护间隔；（2）采用相互独立的回传通道A和回传通道B，能够有效避免A系统和B系统的回传信息在电力SDH回传网中相互干扰，提高信息回传的效率和可靠性；（3）采用物理隔离的方法与完全独立的两套LTE系统相比，避免了邻道干扰问题，提高了每个独立通道的通信质量，同时也避免占用十分紧张的无线专网频率资源，降低了网络总体建设成本。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图；

图2为本发明的方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的物理隔离的电力TD-LTE多业务承载系统包括：时钟源、LTE基站、LTE核心网A、LTE核心网B、LTE核心路由器A、LTE核心路由器B、电力SDH回传网、至少一个终端设备UE_A以及至少一个终端设备UE_B；

其中，时钟源分别与LTE核心路由器A和LTE核心路由器B相连，为LTE核心路由器A和LTE核心路由器B提供同步时钟信号；LTE基站包括至少一个基站A以及至少一个基站B，基站A包括基带处理单元设备BBU_A以及与之连接通信的射频拉远单元设备RRU_A，基站B包括基带处理单元设备BBU_B以及与之连接通信的射频拉远单元设备RRU_B；LTE核心网A中设有至少一个连接在ALTE核心路由器A上的核心网设备A，LTE核心网B中设有至少一个连接在LTE核心路由器B上的核心网设备B；电力SDH回传网设有相互独立的回传通道A和回传通道B，回传通道A用于连接LTE核心路由器A与基带处理单元设备BBU_A，回传通道B用于连接LTE核心路由器B与基带处理单元设备BBU_B；终端设备UE_A与射频拉远单元设备RRU_A无线通信，终端设备UE_B与射频拉远单元设备RRU_B无线通信。

在进行系统配置时，射频拉远单元设备RRU_A的工作频段与射频拉远单元设备RRU_B的工作频段之间无保护间隔；基带处理单元设备BBU_A的工作小区中心频率为fA，系统带宽为WA；基带处理单元设备BBU_B的工作小区中心频率fB，系统带宽WB；中心频率关系满足|fA-fB|=WA/2+WB/2；终端设备UE_A设置运营商代码为PLMN_A，中心频率信息为fA；终端设备UE_B设置运营商代码为PLMN_B，中心频率信息为fB；终端设备UE_A和终端设备UE_B均设有独立的存储器加密存储运营商代码和中心频率；基带处理单元设备BBU_A与射频拉远单元设备RRU_A通过CPRI协议进行通信，基带处理单元设备BBU_B与射频拉远单元设备RRU_B通过CPRI协议进行通信；时钟源为基于IEEE1588V2协议标准的时钟源。

如图2所示，本发明的物理隔离的电力TD-LTE多业务承载方法，包括如下步骤：

步骤1，搭建一个包括时钟源、LTE基站、LTE核心网A、LTE核心网B、LTE核心路由器A、LTE核心路由器B、电力SDH回传网、至少一个终端设备UE_A以及至少一个终端设备UE_B的物理隔离系统，其中，时钟源分别与LTE核心路由器A和LTE核心路由器B相连，为LTE核心路由器A和LTE核心路由器B提供同步时钟信号；LTE基站包括至少一个基站A以及至少一个基站B，基站A包括基带处理单元设备BBU_A以及与之连接通信的射频拉远单元设备RRU_A，基站B包括基带处理单元设备BBU_B以及与之连接通信的射频拉远单元设备RRU_B；LTE核心网A中设有至少一个连接在ALTE核心路由器A上的核心网设备A，LTE核心网B中设有至少一个连接在LTE核心路由器B上的核心网设备B；电力SDH回传网设有相互独立的回传通道A和回传通道B，回传通道A用于连接LTE核心路由器A与基带处理单元设备BBU_A，回传通道B用于连接LTE核心路由器B与基带处理单元设备BBU_B；终端设备UE_A与射频拉远单元设备RRU_A无线通信，终端设备UE_B与射频拉远单元设备RRU_B无线通信；

步骤2，分别设置射频拉远单元设备RRU_A和射频拉远单元设备RRU_B的工作频段为fA和fB，且射频拉远单元设备RRU_A的工作频段与射频拉远单元设备RRU_B的工作频段之间无保护间隔；

步骤3，分别设置终端设备UE_A的运营商代码为PLMN_A，中心频率信息为fA；分别设置终端设备UE_B的运营商代码为PLMN_B，中心频率信息为fB；

步骤4，终端设备UE_A和终端设备UE_B在进入网络覆盖区域后分别在中心频率fA和fB附近执行搜索同步信号，并在搜索到同步信号后进行标准时间同步、频率同步、信道估计以及物理信道检测，进一步获得MIB、SIB和PLMN；

步骤5，终端设备UE_A和终端设备UE_B各自比对设置的运营商代码与获得的PLMN是否匹配，若不匹配，则返回步骤4，若匹配，则继续接收SIB。

本发明只以A系统和B系统分隔为例，在实际的电力TD-LTE多业务承载系统中，根据业务数量需要对应设置其他系统，即对应设置其他基站、LTE核心网、LTE核心路由器、回传通道以及对应的终端设备；LTE核心路由器同样需要连接同一个时钟源。

Claims (7)

1.一种物理隔离的电力TD-LTE多业务承载系统，其特征在于：包括时钟源、LTE基站、LTE核心网A、LTE核心网B、LTE核心路由器A、LTE核心路由器B、电力SDH回传网、至少一个终端设备UE_A以及至少一个终端设备UE_B；

时钟源分别与LTE核心路由器A和LTE核心路由器B相连，为LTE核心路由器A和LTE核心路由器B提供同步时钟信号；

LTE基站包括至少一个基站A以及至少一个基站B，基站A包括基带处理单元设备BBU_A以及与之连接通信的射频拉远单元设备RRU_A，基站B包括基带处理单元设备BBU_B以及与之连接通信的射频拉远单元设备RRU_B；

LTE核心网A中设有至少一个连接在ALTE核心路由器A上的核心网设备A，LTE核心网B中设有至少一个连接在LTE核心路由器B上的核心网设备B；

电力SDH回传网设有相互独立的回传通道A和回传通道B，回传通道A用于连接LTE核心路由器A与基带处理单元设备BBU_A，回传通道B用于连接LTE核心路由器B与基带处理单元设备BBU_B；

终端设备UE_A与射频拉远单元设备RRU_A无线通信，终端设备UE_B与射频拉远单元设备RRU_B无线通信，且射频拉远单元设备RRU_A的工作频段与射频拉远单元设备RRU_B的工作频段之间无保护间隔。

2.根据权利要求1所述的物理隔离的电力TD-LTE多业务承载系统，其特征在于：基带处理单元设备BBU_A的工作小区中心频率为fA，系统带宽为WA；基带处理单元设备BBU_B的工作小区中心频率fB，系统带宽WB；中心频率关系满足|fA-fB|=WA/2+WB/2。

3.根据权利要求2所述的物理隔离的电力TD-LTE多业务承载系统，其特征在于：终端设备UE_A设置运营商代码为PLMN_A，中心频率信息为fA；终端设备UE_B设置运营商代码为PLMN_B，中心频率信息为fB。

4.根据权利要求3所述的物理隔离的电力TD-LTE多业务承载系统，其特征在于：终端设备UE_A和终端设备UE_B均设有独立的存储器加密存储运营商代码和中心频率。

5.根据权利要求1或2所述的物理隔离的电力TD-LTE多业务承载系统，其特征在于：基带处理单元设备BBU_A与射频拉远单元设备RRU_A通过CPRI协议进行通信，基带处理单元设备BBU_B与射频拉远单元设备RRU_B通过CPRI协议进行通信。

6.根据权利要求1或2所述的物理隔离的电力TD-LTE多业务承载系统，其特征在于：时钟源为基于IEEE1588V2协议标准的时钟源。

7.一种物理隔离的电力TD-LTE多业务承载方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，搭建一个包括时钟源、LTE基站、LTE核心网A、LTE核心网B、LTE核心路由器A、LTE核心路由器B、电力SDH回传网、至少一个终端设备UE_A以及至少一个终端设备UE_B的物理隔离系统，其中，时钟源分别与LTE核心路由器A和LTE核心路由器B相连，为LTE核心路由器A和LTE核心路由器B提供同步时钟信号；LTE基站包括至少一个基站A以及至少一个基站B，基站A包括基带处理单元设备BBU_A以及与之连接通信的射频拉远单元设备RRU_A，基站B包括基带处理单元设备BBU_B以及与之连接通信的射频拉远单元设备RRU_B；LTE核心网A中设有至少一个连接在ALTE核心路由器A上的核心网设备A，LTE核心网B中设有至少一个连接在LTE核心路由器B上的核心网设备B；电力SDH回传网设有相互独立的回传通道A和回传通道B，回传通道A用于连接LTE核心路由器A与基带处理单元设备BBU_A，回传通道B用于连接LTE核心路由器B与基带处理单元设备BBU_B；终端设备UE_A与射频拉远单元设备RRU_A无线通信，终端设备UE_B与射频拉远单元设备RRU_B无线通信；

步骤2，分别设置射频拉远单元设备RRU_A和射频拉远单元设备RRU_B的工作频段为fA和fB，且射频拉远单元设备RRU_A的工作频段与射频拉远单元设备RRU_B的工作频段之间无保护间隔；

步骤3，分别设置终端设备UE_A的运营商代码为PLMN_A，中心频率信息为fA；分别设置终端设备UE_B的运营商代码为PLMN_B，中心频率信息为fB；

步骤4，终端设备UE_A和终端设备UE_B在进入网络覆盖区域后分别在中心频率fA和fB附近执行搜索同步信号，并在搜索到同步信号后进行标准时间同步、频率同步、信道估计以及物理信道检测，进一步获得MIB、SIB和PLMN；

步骤5，终端设备UE_A和终端设备UE_B各自比对设置的运营商代码与获得的PLMN是否匹配，若不匹配，则返回步骤4，若匹配，则继续接收SIB。