CN109831787A

CN109831787A - 一种电力无线通信系统中基站间资源协调方法

Info

Publication number: CN109831787A
Application number: CN201811570257.5A
Authority: CN
Inventors: 李慧; 张梦莹; 王海峰; 周志刚; 于巧玲; 郑敏; 陆犇; 卜智勇
Original assignee: Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology of CAS
Current assignee: Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology of CAS
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2019-05-31
Anticipated expiration: 2038-12-21
Also published as: CN109831787B

Abstract

本发明涉及一种电力无线通信系统中基站间资源协调方法，其包括：步骤S0，为所有基站预留可共用的备用频率池；步骤S1，当基站受到突发强干扰而无法继续在原使用频段正常工作时，将该基站作为源基站，并启用备用频率机制；步骤S2，当所述源基站切换至确定备用频率池后，释放备用频率机制。本发明通过为所有基站预留配置一个共用备用频率池，从而使得基站在受到突发强干扰时可启动备用频率使用机制，并且在待切换至备用频率后，可启动释放备用频率机制，同时通过使基站间通过X2接口交互相关信息，从而及时避开干扰频点，尽快恢复终端通信，完成数据传输。

Description

一种电力无线通信系统中基站间资源协调方法

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基站间资源协调方法。

背景技术

电网安全是国家安全的重要组成部分。针对国家电网在大规模用电信息采集、配电自动化、精准负荷控制、配变监测、故障显示等方面的应用需求显著增强，国家电网将在223MHz-235MHz频段建设具有广覆盖、大容量、高速率、低时延能力的电力无线专网，以提升国家电网运营的安全性、实时性、灵活性和智能化。

然而，223-235MHz作为遥测、遥控、数据传输等业务使用的频段，存在大量频点被不定期使用的特点，因此需要克服与现有数据电台共存、无线通信环境频繁变化等一系列困难，且通过对各地该频率的使用调研发现，存在突发大带宽、强干扰的时变干扰，该干扰会导致使用该频段的基站无法工作，服务中断，严重影响电力无线专网的通信质量。

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基站间资源协调方法，以在基站受到强干扰无法工作时，使得基站迅速恢复工作，及时避开干扰频点。

本发明所述的一种电力无线通信系统中基站间资源协调方法，其包括以下步骤：

步骤S0，为所有基站预留可共用的备用频率池；

步骤S1，当原使用频段出现异常时，将该基站作为源基站，并启用备用频率机制，包括：

步骤S11，所述源基站基于所述备用频率池，决定所采用的确定备用频率池；

步骤S12，所述源基站向其邻基站发送包含所述确定备用频率池的信息的备用频率使用指示，并切换至所述确定备用频率池。

进一步地，上述电力无线通信系统中基站间资源协调方法还包括以下步骤：

步骤S2，当所述源基站切换至确定备用频率池后，释放备用频率机制，包括：

步骤S21，所述源基站监测原使用频段；

步骤S22，当所述原使用频段恢复正常后，所述源基站向其邻基站发送包含所述确定备用频率池的信息的备用频率释放指示，并切换回原使用频段。

进一步地，所述步骤S0包括：在电力无线通信系统使用的频率范围内，划分出k个子带作为备用频率池，并且在所述基站之间采用异频组网方式。

进一步地，所述步骤S11包括：

首先，所述源基站通过查询其邻基站的备用频率池使用情况表，获得当前时刻拟采用的空闲的计划备用频率池；

然后，所述源基站对计划备用频率池进行频谱感知，从而获取计划备用频率池的频谱状态，并根据该频谱状态更新计划备用频率池的频谱状态指示表；

最后，所述源基站基于计划备用频率池的频谱状态指示表，选择计划备用频率池中频谱状态为可用的至少一个子带作为确定备用频率池。

进一步地，所述步骤S12包括：

首先，所述源基站将备用频率使用指示发送至邻基站，并切换至所述确定备用频率池；

然后，所述邻基站在接收到备用频率使用指示后向所述源基站回复ACK确认信息，并根据所述备用频率使用指示同步更新各自维护的备用频率池使用情况表。

进一步地，所述步骤S21包括：在所述源基站使用确定备用频率池的同时，定时周期性地感知所述原使用频段。

进一步地，所述步骤S22包括：

首先，当所述源基站监测到原使用频段恢复正常后，将所述备用频率释放指示发送至其邻基站，并切换至所述原使用频段，以释放所述确定备用频率池；

然后，所述邻基站根据接收到的备用频率释放指示，同步更新各自维护的备用频率池使用情况表。

进一步地，所述方法还包括：当所述源基站使用或释放所述确定备用频率池时，同步更新其自身维护的备用频率池使用情况表。

由于采用了上述的技术解决方案，本发明通过为所有基站预留配置一个共用备用频率池，从而使得基站在受到突发强干扰时可启动备用频率使用机制，并且在待切换至备用频率后，可启动释放备用频率机制，同时通过使基站间通过X2接口交互相关信息，从而及时避开干扰频点，尽快恢复终端通信，完成数据传输。

附图说明

图1是本发明一种电力无线通信系统中基站间资源协调方法的流程示意图。

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基站间资源协调方法，包括以下步骤：

步骤S0，为电力无线通信系统中所有基站预留可共用的备用频率池；

具体来说，在电力无线通信系统合法使用的7MHz的频率范围内(223-226MHz，229-233MHz)，划分出k个子带作为备用频率池(Backup Frequency Set)S_BF＝[f₁,f₂,…,f_k]，且每个子带的带宽为25KHz；所有基站默认共用剩下的(280-k)个子带，并且在基站之间采用异频组网方式；

步骤S1，当原使用频段出现异常(例如，基站受到突发强干扰而无法继续在原使用频段正常工作而需要更换频率)时，将该基站作为源基站，启用备用频率机制，包括：源基站通过查看备用频率池使用情况表、频谱感知频谱状态等来决定所采用的确定备用频率池，并向邻基站发送备用频率使用指示，随后，源基站切换至确定备用频率池；

该步骤S1具体包括：

步骤S11，源基站决定所采用的确定备用频率池；

具体来说，首先，源基站通过查询邻基站的备用频率池使用情况表T_BF(其中，采用0表示邻基站的备用频率池中第i个子带未被使用，采用1表示邻基站的备用频率池中第i个子带已被使用，i＝1,2,…,k)，获得当前时刻拟采用的空闲的计划备用频率池(PlannedBackup Frequency Set)S_PBF，该计划备用频率池S_PBF中包含l个子带，且1≤l≤k；

然后，源基站对计划备用频率池S_PBF进行频谱感知，从而获取计划备用频率池S_PBF中子带的最新频谱状态，并根据该频谱感知结果更新计划备用频率池S_PBF的频谱状态指示表I_PBF(其中，采用0表示计划备用频率池中的第j个子带的频谱状态为可用，采用1表示计划备用频率池中的第j个子带的频谱状态为不可用，j＝1,2,…,l)；；

最后，源基站根据计划备用频率池S_PBF的频谱状态指示表I_PBF，并结合实际需求，选择m个子带作为确定备用频率池(Decided Backup Frequency Set)S_DBF，其中，1≤m≤l；

步骤S12，源基站向邻基站发送备用频率使用指示，并切换至确定备用频率池；

具体来说，首先，源基站将包含确定备用频率池S_DBF的备用频率使用指示发送至邻基站，并切换至确定备用频率池S_DBF；

然后，邻基站在接收到备用频率使用指示后向源基站回复ACK确认信息，并根据备用频率使用指示同步更新各自维护的备用频率池使用情况表T_BF；

步骤S2，当源基站切换至确定备用频率池后，释放备用频率机制，包括：源基站在使用确定备用频率池时，定时周期性地感知原使用频段，若原使用频段的干扰消失，且原使用频段的频谱状态为可用，则源基站向邻基站发送备用频率释放指示，并同时切换回原使用频段，从而释放确定备用频率池；

该步骤S2具体包括：

步骤S21，源基站监测原使用频段；

具体来说，在源基站使用确定备用频率池中的子带(即，备用频率)的同时，定时周期性地感知原使用频段；

步骤S22，源基站向邻基站发送备用频率释放指示，并切换回原使用频段；

具体来说，首先，当原使用频段恢复正常(例如，源基站监测到原使用频段的干扰消失)后，源基站将包含确定备用频率池S_DBF的备用频率释放指示发送至邻基站，并切换至原使用频段，释放确定备用频率池中的子带；

然后，邻基站根据接收到的备用频率释放指示，同步更新各自维护的备用频率池使用情况表T_BF。

另外，在本发明中，当源基站使用或释放确定备用频率池时，同样需要同步更新其自身维护的备用频率池使用情况表T_BF。

下面结合具体实例，对本发明进行进一步说明。

本实例的主要应用场景为当电力无线专网系统中出现突发强干扰淹没整个基站，导致基站无法正常工作，同时假设基站之间组网方式为异频组网，并假设以下条件：

1、预留k个子带作为可共用的备用频率池S_BF，且k＝10，即，S_BF＝[f₁，f₂，...，f₁₀]；

2、源基站共有5个邻基站，并将这些邻基站的集合记为T_ID，即，T_ID＝[T_id1，T_id2，T_id3，T_id4，T_id5]，其中，id1～id5分别表示5个邻基站的ID；

3、当前时刻各个邻基站的备用频率池使用情况表T_BF＝[T_BF1，T_BF2，T_BF3，T_BF4，T_BF5]为：

T_BF1＝[0，0，0，1，1，0，0，0，0，0]

T_BF2＝[0，0，0，0，0，0，0，0，0，0]

T_BF3＝[0，0，0，1，0，1，0，0，0，0]

T_BF4＝[1，0，0，0，0，0，0，0，0，0]

T_BF5＝[0，1，0，0，0，0，0，0，0，0]

其中，0表示邻基站未使用该子带，1表示邻基站已使用该子带。

当源基站的原使用频段受到突发强干扰，而使得小区无法正常实现通信工作时，该源基站启用备用频率机制：

首先，源基站查看5个邻基站的备用频率池使用情况表T_BF，从而获取备用频率池S_BF中邻基站并未使用的子带，作为拟采用的空闲的计划备用频率池，即S_PBF＝[f₃，f₇，f₈，f₉，f₁₀]；

其次，源基站对计划备用频率池S_PBF启动进行频谱感知，从而获得计划备用频率池S_PBF的频谱状态指示表I_PBF＝[0，0，0，0，1]，其中，0表示该子带的频谱状态为可用，1表示该子带的频谱状态为不可用；

接着，源基站根据频谱状态指示表I_PBF，并结合自身的实际需求，在子带f₃，f₇，f₈，f₉中选取1个或多个子带作为确定备用频率池S_DBF，在此，假设确定备用频率池S_DBF＝[f₃，f₇，f₈]；

然后，源基站将包含确定备用频率池S_DBF的备用频率使用指示发送至邻基站，并切换至确定备用频率池S_DBF；

最后，邻基站在接收到备用频率使用指示后向源基站回复ACK确认信息，并根据备用频率使用指示同步更新各自维护的备用频率池使用情况表T_BF，将备用频率池使用情况表T_BF中子带f₃，f₇，f₈对应的值设置为1。

当源基站切换至确定备用频率池S_DBF后，相应地释放备用频率机制：

首先，源基站在使用确定备用频率池的同时，定时周期性地感知原使用频段；

然后，当原使用频段的干扰消失后，源基站将包含确定备用频率池S_DBF的备用频率释放指示发送至邻基站，并切换至原使用频段，释放确定备用频率池中的子带；

最后，邻基站根据接收到的备用频率释放指示，同步更新各自维护的备用频率池使用情况表T_BF，将备用频率池使用情况表T_BF中子带f₃，f₇，f₈对应的值设置为0。

综上所述，由于230MHz频段特性，基站可能会受到突发强干扰而无法继续正常工作，在此情况下，本发明通过为基站预留备用频率池，可使得基站紧急切换至可用的备用频率上，并通知相邻基站避免基站间相互干扰，待干扰消失后，再使得基站切换回原频段，由此来解决突发强干扰的影响，及时避开干扰频点，且基站间通过信息交互可避免同时使用备用频率。本发明可进一步保障业务数据的成功传输，提升电力无线通信系统的抗干扰性。

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

1.一种电力无线通信系统中基站间资源协调方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S0，为所有基站预留可共用的备用频率池；

2.根据权利要求1所述的电力无线通信系统中基站间资源协调方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

步骤S21，所述源基站监测原使用频段；

3.根据权利要求1所述的电力无线通信系统中基站间资源协调方法，其特征在于，所述步骤S0包括：在电力无线通信系统使用的频率范围内，划分出k个子带作为备用频率池，并且在所述基站之间采用异频组网方式。

4.根据权利要求1所述的电力无线通信系统中基站间资源协调方法，其特征在于，所述步骤S11包括：

5.根据权利要求4所述的电力无线通信系统中基站间资源协调方法，其特征在于，所述步骤S12包括：

6.根据权利要求2所述的电力无线通信系统中基站间资源协调方法，其特征在于，所述步骤S21包括：在所述源基站使用确定备用频率池的同时，定时周期性地感知所述原使用频段。

7.根据权利要求6所述的电力无线通信系统中基站间资源协调方法，其特征在于，所述步骤S22包括：

首先，当所述源基站监测到原使用频段恢复正查后，将所述备用频率释放指示发送至其邻基站，并切换至所述原使用频段，以释放所述确定备用频率池；

8.根据权利要求2所述的电力无线通信系统中基站间资源协调方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述源基站使用或释放所述确定备用频率池时，同步更新其自身维护的备用频率池使用情况表。