CN108616994A - 一种适用于多频点物联网系统的信道分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于多频点物联网系统的信道分配方法，包括：(1)从多频点物联网系统的用于下行传输的频点中选取M个作为锚频点；(2)在每一个锚频点上，同时承载系统获取物理信道和寻呼物理信道，且所述系统获取物理信道和寻呼物理信道的传输周期为T个传输单元；(3)相邻的两个锚频点中的系统获取物理信道和寻呼物理信道在时间上相对偏移Δt个传输单元，其中0≤Δt≤T‑1。本发明使得多频点物联网系统在保证合理的广播信号开销下同时具有高可靠和低时延特性。

Description

一种适用于多频点物联网系统的信道分配方法

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种适用于多频点物联网系统的信道分配方法。

背景技术

中国无线管理委员会授权230MHz(480个25KHz频点)中的40个离散频点作为电力系统的专用频点，其余频点被用于如能源、军事、气象学和水资源保护等。诸如此类特殊的频段分配造成了电力系统的能源物联网的干扰复杂，给电力系统首要的安全可靠要求带来了巨大的挑战。40个25kHz频点(1MHz的带宽)的用于电力系统的能源物联网需要支持信息采集，配电自动化，精确控制甚至巡检视频等多种业务，也就是说该能源物联网系统需要支持大量的同时在线设备进行数据传输。特别的，配电自动化等控制类业务需要近乎实时的通信，要求该物联网具备短时延功能。然而，可靠性，低时延以及广播信号等非数据类信号低开销这类相悖的指标很难平衡。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种适用于多频点物联网系统的信道分配方法，本发明使得多频点物联网系统在保证合理的广播信号开销下同时具有高可靠和低时延特性。

技术方案：本发明所述的适用于多频点物联网系统的信道分配方法包括：

(1)从多频点物联网系统的用于下行传输的频点中选取M个作为锚频点；M≤N，N为多频点物联网系统中用于下行传输的频点总数。锚频点就是承载系统获取、寻呼和随机接入信号的频点。

(2)在每一个锚频点上，同时承载系统获取物理信道和寻呼物理信道，且所述系统获取物理信道和寻呼物理信道的传输周期为T个传输单元；

(3)相邻的两个锚频点中的系统获取物理信道和寻呼物理信道在时间上相对偏移Δt个传输单元，其中0≤Δt≤T-1。

进一步的，若所述多频点物联网系统为TDD模式，则锚频点还同时承载随机接入物理信道。

其中，一个所述传输单元包含L个传输子单元，其中个子单元用于下行传输，个子单元用于上行传输，

其中，在每个锚频点中的每个传输单元中：

系统获取物理信道占据S个下行子单元，

寻呼物理信道占据P个下行子单元，

随机接入物理信道占据R个上行子单元，

有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：

1、本发明根据多频点分布特性，选择合适的锚频点数量，获得干扰分集保证系统可靠性高。

2、本发明可以通过选择合适的周期T，保证广播信令的开销在合理的范围。

3、本发明通过锚频点上广播信号和随机接入信号物理信道的偏移，消除了在广播信号出现的时段完全阻塞数据信号的情况。

4、本发明通过合理的偏移图腾设计，使得任一传输单元内，都能够留出足够资源用于数据信道，用来支持时延敏感的数据业务。

5、本发明通过合理的偏移图腾设计，使得任一传输单元中，至少有一个锚频点上承载系统获取信号。具有多频点接收能力的用户设备可以在任何传输单元通过接收系统获取信号而接入网络，不受限于周期T。

附图说明

图1为本发明所适用的电力物联网系统的场景结构图；

图2为电力系统专用频点图；

图3为采用本发明进行信道分配的一个分配结果示例图；

图4为采用本发明进行信道分配的另一分配结果示例图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种适用于多频点物联网系统的信道分配方法，参考图1，其示出了本实施例所应用的电力系统物联网场景结构图，该物联网系统应用场景包括自动配电、用户用电信息采集、专变负控采集、分布式能源发电、传输线检测和应急抢修等。由电网控制中心负责统一调度。

在230MHz频段，电力授权的只有40个离散频点，其他频点被用于其他系统，电力系统专用频点如图2所示。该电力物联网系统为TDD模式，因此可用于下行传输的频点N＝40。在本实施例中，锚频点数量为M＝N＝40。

一个传输单元包含5个传输子单元，其中2个子单元用于下行传输，3个子单元用于上行传输(此帧结构只是一种示例)。系统获取物理信道和寻呼物理信道都占2个传输子单元，任意一个锚频点上，系统获取与寻呼物理信道在时域上的传输周期为20个传输单元，即T＝20。相邻的两个锚频点中，系统获取和寻呼物理信道在时间上相对偏移Δt＝1个传输单元。且系统获取信号所占的下行资源开销仅有5％，在所有资源上所占的开销仅有2％。采用以上方法的原因为：若每个锚信道中系统获取、寻呼和接入信号的物理信道时间资源位置相同，则造成了在以上信号出现的时段内数据信号的传输被完全阻塞，不能满足系统中任务紧急型物联网设备的要求，因此在各锚频点采用相对时间偏移Δt的系统获取、寻呼以及接入信号的物理信道的资源分配方式，保证在任一时间段内整个系统都能留有足够的数据信道来支持时延敏感的数据业务，而且，对于整个系统而言T个传输单元内可出现多个系统获取、寻呼和接入信号机会，缩短了拥有多频点接收能力的设备的接入时间。

在任意一个传输单元中，系统均承载的系统获取与寻呼信道，数量都为2个。每个传输单元中系统均留有90％下行子单元用于数据信号传输，不会造成时延敏感型数据的阻塞。而且，具有多频点接收能力的设备的系统接入时延可降为一个传输单元。

例如，在图1所示的电力系统物联网场景中，配电自动化、传输线检测与应急抢修等业务在物联网通信中需要高鲁棒性与低延时性。支持这些业务的物联网设备通常都是宽带设备，具有多频点接收能力。在系统初始接入过程中，具有多频点接收能力的设备不管在任何时刻，都能在一个传输单元内，接收到系统获取信号来接入系统网络，降低了接入时延。在任意一个传输单元内，有2个锚频点承载系统获取信道，设备能够同时接收2个系统获取信号来增加干扰增益，提高系统的鲁棒性。

从图3可以看出，电力授权的40个离散频点可以划分为3个子频点集。3个子频点集在频域上间隔较远，每个子频点集上都有足够数量的系统获取信道，减小了由于某个子频点集受到较大干扰而对整个电力系统物联网造成的影响。当设备接入系统，且接收到寻呼调度后，每个传输单元内，都留有36个数据信道用来支持时延敏感的数据业务满足电力物联网系统中任务紧急型物联网设备的要求。此外，该系统为TDD模式，锚频点在承载系统获取或寻呼物理信道的传输单元中也承载随机接入物理信道。设备可以根据接收到的广播信号的质量来选择信道质量较好的锚频点发送随机接入信号。

实施例2

本实施例提供了另一种适用于多频点物联网系统的信道分配方法。如图4所示，可以看出，本实施例方法与实施例1一样，因此广播信令所占的开销也与实施例1一样。不同的是，本实施例中相邻的两个锚频点中，系统获取信道与寻呼信道在时间上的相对偏移Δt不是固定的值，但满足0≤Δt≤T-1。每个传输周期内，系统获取与寻呼信道数量与实施例1一样都为2，即每个传输周期中广播信号的开销一致。实施例1与实施例2说明，通过合理的偏移图腾设计，可使得任一传输单元内，都能够留出足够的资源用于数据信道，用来支持时延敏感的数据业务。通过合理的偏移图腾设计，可使得任一传输单元中，至少有一个锚频点在传输系统获取信号。使得具有多频点接收能力的用户设备可以在任何传输单元通过接收系统获取信号而接入网络，不受限于周期T。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种适用于多频点物联网系统的信道分配方法，其特征在于该方法包括：

(1)从多频点物联网系统的用于下行传输的频点中选取M个作为锚频点；

(2)在每一个锚频点上，同时承载系统获取物理信道和寻呼物理信道，且所述系统获取物理信道和寻呼物理信道的传输周期为T个传输单元；

(3)相邻的两个锚频点中的系统获取物理信道和寻呼物理信道在时间上相对偏移Δt个传输单元，其中0≤Δt≤T-1。

2.根据权利要求1所述的适用于多频点物联网系统的信道分配方法，其特征在于：若所述多频点物联网系统为TDD模式，则锚频点还同时承载随机接入物理信道。

3.根据权利要求1或2所述的适用于多频点物联网系统的信道分配方法，其特征在于：一个所述传输单元包含L个传输子单元，其中个子单元用于下行传输，个子单元用于上行传输，

4.根据权利要求3所述的适用于多频点物联网系统的信道分配方法，其特征在于：在每个锚频点中的每个传输单元中：

系统获取物理信道占据S个下行子单元，

寻呼物理信道占据P个下行子单元，

随机接入物理信道占据R个上行子单元，

5.根据权利要求3所述的适用于多频点物联网系统的信道分配方法，其特征在于：所述锚频点个数M≤N，N为多频点物联网系统中用于下行传输的频点总数。