CN109451551B - 一种电力无线通信系统中的快速信道切换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电力无线通信系统中的快速信道切换方法，其中，基站为终端设备配置一个或多个备用信道；如果强干扰造成下行传输失败，则终端设备向基站反馈重传指示和备用信道切换指示，备用信道切换指示中包含优选的备用信道索引；基站接收到重传指示和备用信道切换指示后，使用优选并可用的备用信道进行数据重传；终端设备在优选的备用信道上监听下行数据，直至接收到重传数据。本发明可在出现突发强干扰的情况下实现快速的信道切换，从而及时避开干扰频点，尽快完成数据传输。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术，尤其涉及一种电力无线通信系统中的快速信道切换方法。
背景技术
随着无线移动通信技术的飞速发展，各行各业对无线通信的需求越来越大。但由于可用的无线频谱资源十分有限，造成了在相同的频段内，多重通信体制、多重通信系统长期共存的情况。例如，在223-235MHz频段范围内有不少频点会被多个部门不定期地占用，包括：电力部门用于部署电力无线通信系统，以推动智能电网的建设；地质矿产部用于遥测水位仪；水利部用于水文遥测；轻工业部用于电子吊秤；国家地震局用于数据传输；建设部用于数据传输；国家气象局用于数据传输等。以上部分用途的频点占用时间存在不确定性，通常为突发占用，这使得该频段的无线通信环境会频繁地发生变化。这种多系统共存的情况不可避免地会造成在某个空间区域、频率范围、时间间隔、编码段内的干扰，严重影响无线通信系统的通信质量和数据流量。
在现有无线通信系统中可采用跳频技术，以避开部分频点上的干扰，完成数据传输。而指示跳频机制开启或关闭的信息元素通常包含在基站广播的系统信息块(SystemInformation Block，SIB)中，SIB的最小更新周期为80ms。但当产生突发强干扰时，如果跳频未开启，那么在SIB更新之前或基站通知终端切换信道(此过程需要终端上报信道状态信息，基站下发信道切换指示，终端完成信道重配置后才可继续进行数据传输，时延较大)之前，基站与终端只能在同一个信道上进行重传。而干扰较强时，重传也无法保证数据的成功传输，传输时延将大大增加。因此，终端需要能够尽快通知基站避开干扰频点，并选取信道质量较好的信道进行数据重传。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种电力无线通信系统中的快速信道切换方法，以在出现突发强干扰的情况下及时避开干扰频点，尽快完成数据传输。
本发明所述的一种电力无线通信系统中的快速信道切换方法，其包括以下步骤：
步骤S1，基站为终端设备配置一个或多个备用信道；
步骤S2，当所述基站向所述终端设备发送下行数据时，若终端设备检测到干扰导致当前下行数据传输失败，则该终端设备向所述基站反馈重传指示和备用信道切换指示，其中，所述备用信道切换指示中包括优选的一个或多个备用信道索引；
步骤S3，所述基站根据接收到的所述重传指示和备用信道切换指示，使用所述优选的一个或多个备用信道索引所对应的备用信道中优先级最高且可用的备用信道进行数据重传；以及
步骤S4，所述终端设备在所述优选的一个或多个备用信道索引所对应的备用信道上监听下行数据，直至接收到重传的数据。
在上述的电力无线通信系统中的快速信道切换方法中，所述步骤S1包括：所述基站采用广播的方式将备用信道索引发送给多个所述终端设备。
在上述的电力无线通信系统中的快速信道切换方法中，所述步骤S1包括：所述基站通过专用信令将备用信道索引发送给一个或多个所述终端设备。
在上述的电力无线通信系统中的快速信道切换方法中，所述步骤S2包括：所述终端设备在反馈备用信道切换指示之前，对所有的备用信道进行频谱扫描，并根据频谱扫描结果，从所有备用信道中根据信道状态优选出一个或多个备用信道，并按优先级顺序将优选出的一个或多个备用信道所对应的一个或多个备用信道索引包含在所述备用信道切换指示中发送给所述基站。
在上述的电力无线通信系统中的快速信道切换方法中，所述步骤S3包括：所述基站从收到重传指示和备用信道切换指示后的第一个无线帧开始使用所述优先级最高且可用的备用信道进行数据重传。
在上述的电力无线通信系统中的快速信道切换方法中，所述步骤S3包括：假设所述优先级最高且可用的备用信道的优先级排序为n，则所述基站在收到重传指示和备用信道切换指示后的第n个无线帧中使用该优先级排序为n的备用信道进行数据重传。
在上述的电力无线通信系统中的快速信道切换方法中，所述步骤S4包括：所述终端设备同时在所述优选的一个或多个备用信道索引所对应的所有备用信道上备用信道上监听下行数据，直至接收到重传数据.
在上述的电力无线通信系统中的快速信道切换方法中，所述步骤S4包括：所述终端设备在第n个无线帧中在优先级排序为n的备用信道上监听下行数据，直至接收到重传数据。
在上述的电力无线通信系统中的快速信道切换方法中，所述步骤S4还包括：若重传的数据解码成功，则所述终端设备向基站反馈确认信息，否则，所述终端设备向基站反馈重传指示，并在已接收到重传的数据的备用信道上继续接收重传的数据，或者返回执行所述步骤S2。
由于采用了上述的技术解决方案，本发明通过由基站为终端设备预先配置备用信道，终端设备在发生强干扰时反馈备用信道切换指示，从而在出现突发强干扰的情况下实现了快速的信道切换，及时避开了干扰频点，保障了数据的成功传输。
附图说明
图1是本发明一种电力无线通信系统中的快速信道切换方法的流程图；
图2是本发明中无线通信系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。
如图1所示，本发明，即一种电力无线通信系统中的快速信道切换方法，包括以下步骤：
步骤S1，基站为终端设备配置一个或多个备用信道；
具体来说，配置备用信道的方式包括但不限于以下两种：
方式1：基站采用广播的方式(即，通过广播信道)将备用信道索引发送给多个终端设备；
方式2：基站通过专用信令将备用信道索引发送给一个或多个终端设备(即，由基站通过一对一的专用信道将信息发送给对应的终端)；
步骤S2，当基站向终端设备发送下行数据时，若终端设备检测到强干扰而导致当前下行数据传输失败，则终端设备向基站反馈重传指示和备用信道切换指示；
具体来说，终端设备在反馈备用信道切换指示之前，对备用信道进行频谱扫描，并根据频谱扫描结果，从所有备用信道中选出一个或多个备用信道状态较好(例如，在该信道上检测到的干扰和噪声能量小于一定的阈值，该阈值的取值与信道带宽、接收机性能等多种因素相关，干扰较少或底噪较低，则备用信道状态较好)的备用信道，按优先级顺序(例如按干扰水平或底噪从低到高排序)将优选出的一个或多个备用信道所对应的一个或多个备用信道索引包含在备用信道切换指示中发送给基站，即，备用信道切换指示中包含优选的一个或多个备用信道索引；
步骤S3，基站根据接收到的重传指示和备用信道切换指示，使用优选且可用的备用信道进行数据重传；
具体来说，基站根据终端设备反馈的备用信道切换指示中所包含的优选的一个或多个备用信道索引，选择其中优先级最高且未被其它终端设备占用的备用信道进行数据重传；
进一步地，基站具体可采用以下两种方式进行数据重传：
方式1：基站从收到重传指示和备用信道切换指示后的第一个无线帧开始使用优先级最高且可用的备用信道进行数据重传；
方式2：假设优先级最高且可用的备用信道的优先级排序为n，则基站在收到重传指示和备用信道切换指示后的第n个无线帧中使用该优先级排序为n的备用信道进行数据重传；
步骤S4，终端设备在优选的备用信道上监听下行数据，直至接收到重传的数据，若重传的数据解码成功，则终端设备向基站反馈确认信息，否则，终端设备向基站反馈重传指示，并在已接收到重传的数据的备用信道上继续接收重传的数据，或者返回执行步骤S2，即反馈重传指示和备用信道切换指示，并在优选的备用信道上接收重传数据；
具体来说，对应于步骤S3中的两种数据重传方式，终端设备的监听方式包括以下两种方式：
方式1：终端设备同时在所有优选的备用信道上监听下行数据，直至接收到重传数据；
方式2：终端设备在第n个无线帧中在优先级排序为n的备用信道上监听下行数据，直至接收到重传数据。
下面结合附图2对本发明的一个具体实施例进行详细说明。
如图2所示，基站40为第一、第二和第三终端设备10、20、30提供无线通信服务，其中，第一、第二终端设备10、20附近存在干扰源50，且该干扰源50的信道占用时间存在突发性。因此，终端设备在发生强干扰时需要快速实现信道切换。具体来说：
首先，基站40通过以下两种方式中的任意一种为第一、第二和第三终端设备10、20、30配置一个或多个备用信道：
1)基站40采用广播的方式将备用信道索引——备用信道1、2、3、4发送给第一、第二和第三终端设备10、20、30；
2)基站40通过专用信令将备用信道1、2、3分配给第一终端设备10，将备用信道1、3、4分配给第二终端设备20，将备用信道2、3、4分配给第三终端设备30；
然后，当基站40向第一终端设备10发送下行数据时，若第一终端设备10检测到强干扰而导致当前下行数据传输失败，则第一终端设备10对所有备用信道1、2、3、4进行频谱扫描，并根据频谱扫描结果，将备用信道1、2、3作为优选的备用信道，并将这些优选的备用信道所对应的备用信道索引包含在备用信道切换指示中发送给基站40，同时向基站40发送重传指示；
接着，基站40根据第一终端设备10反馈的重传指示以及备用信道切换指示中所包含的优选的备用信道索引——备用信道1、2、3，选择其中优先级最高且未被其它终端设备占用的备用信道并通过以下两种方式中的任意一种进行数据重传：
1)若备用信道1可用，则基站40从收到指示后的第一个无线帧开始使用备用信道1进行数据重传；若备用信道1不可用(例如已被第二终端设备20占用)，而备用信道2可用，则基站40从收到指示后的第一个无线帧开始使用备用信道2进行数据重传；若备用信道1和2都不可用，而备用信道3可用，则基站40从收到指示后的第一个无线帧开始使用备用信道3进行数据重传；
2)若备用信道1可用，则基站40在收到指示后的第一个无线帧中使用备用信道1进行数据重传；若备用信道1不可用，而备用信道2可用，则基站40在收到指示后的第二个无线帧中使用备用信道2进行数据重传；若备用信道1和2都不可用，而备用信道3可用，则基站在收到指示后的第三个无线帧中使用备用信道3进行数据重传；
最后，第一终端设备10在优选的备用信道1、2、3上通过以下两种方式中的任意一种监听下行数据，直至接收到重传的数据，若重传的数据解码成功，则第一终端设备10向基站40反馈确认信息，否则，第一终端设备10向基站40反馈重传指示，并继续在该信道上接收重传数据，或者返回执行步骤S2，即反馈重传指示和备用信道切换指示，并在优选的备用信道上接收重传数据；
1)第一终端设备10同时在备用信道1、2、3上监听下行数据，直至接收到重传数据；
2)第一终端设备10在第一个无线帧中在备用信道1上监听下行数据；如果没有收到对应的重传数据，则第一终端设备10在第二个无线帧中在备用信道2上监听下行数据；如果仍没有收到对应的重传数据，则第一终端设备在第三个无线帧中在备用信道3上监听下行数据。
综上所述，本发明具有以下优点：
(1)基站为终端设备预先配置了备用信道，当出现突发强干扰时，终端只需反馈备用信道切换指示，就能实现快速的信道切换，从而及时避开干扰频点，尽快完成数据传输；
(2)现有技术中，跳频技术需预先配置固定的跳频模式，当产生突发干扰时，该方案无法保证跳频之后的信道无干扰。而本发明中，终端设备可通过备用信道切换指示反馈干扰较小的备用信道索引，使基站能够使用信道状态较好的备用信道进行数据重传，从而保障了数据的成功传输。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。
Claims (8)
1.一种电力无线通信系统中的快速信道切换方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤S1，基站为终端设备配置一个或多个备用信道；
步骤S2，当所述基站向所述终端设备发送下行数据时，若终端设备检测到干扰导致当前下行数据传输失败，则该终端设备对所有的备用信道进行频谱扫描，并根据频谱扫描结果，从所有备用信道中根据信道状态选出一个或多个备用信道，并按优先级顺序将选出的一个或多个备用信道所对应的一个或多个备用信道索引包含在备用信道切换指示中，然后终端设备向所述基站反馈重传指示和备用信道切换指示；
步骤S3，所述基站根据接收到的所述重传指示和备用信道切换指示，使用所述选出的一个或多个备用信道中优先级最高且可用的备用信道进行数据重传；以及
步骤S4，所述终端设备在所述选出的一个或多个备用信道上监听下行数据，直至接收到重传的数据。
2.根据权利要求1所述的电力无线通信系统中的快速信道切换方法，其特征在于，所述步骤S1包括：所述基站采用广播的方式将备用信道索引发送给多个所述终端设备。
3.根据权利要求1所述的电力无线通信系统中的快速信道切换方法，其特征在于，所述步骤S1包括：所述基站通过专用信令将备用信道索引发送给一个或多个所述终端设备。
4.根据权利要求1所述的电力无线通信系统中的快速信道切换方法，其特征在于，所述步骤S3包括：所述基站从收到重传指示和备用信道切换指示后的第一个无线帧开始使用所述优先级最高且可用的备用信道进行数据重传。
5.根据权利要求1所述的电力无线通信系统中的快速信道切换方法，其特征在于，所述步骤S3包括：假设所述优先级最高且可用的备用信道的优先级排序为n，则所述基站在收到重传指示和备用信道切换指示后的第n个无线帧中使用该优先级排序为n的备用信道进行数据重传。
6.根据权利要求4所述的电力无线通信系统中的快速信道切换方法，其特征在于，所述步骤S4包括：所述终端设备同时在所述选出的一个或多个备用信道上监听下行数据，直至接收到重传数据。
7.根据权利要求5所述的电力无线通信系统中的快速信道切换方法，其特征在于，所述步骤S4包括：所述终端设备在第n个无线帧中在优先级排序为n的备用信道上监听下行数据，直至接收到重传数据。
8.根据权利要求1所述的电力无线通信系统中的快速信道切换方法，其特征在于，所述步骤S4还包括：若重传的数据解码成功，则所述终端设备向基站反馈确认信息，否则，所述终端设备向基站反馈重传指示，并在已接收到重传的数据的备用信道上继续接收重传的数据，或者返回执行所述步骤S2。
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