CN109889230B - 一种电力无线专网的抗干扰跳频方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电力无线专网的抗干扰跳频方法，该方法结合信道质量和信道受干扰概率来计算信道综合质量，上/下行信道干扰概率的阈值、信道质量的阈值根据用户的业务量需求进行自适应优化设定和调整，只有在上行干扰概率小于上行干扰阈值且上行信道综合质量大于上行质量阈值时，该上行信道才可用并加入上行跳频集，否则将其剔除；只有在下行干扰概率小于下行干扰阈值且下行信道综合质量大于下行质量阈值时，该下行信道才可用并加入下行跳频集，否则将其剔除。本发明能够提升跳频集的信道综合质量，可以避免同频干扰，减少邻频干扰，优化信道资源利用率，提高电力专网的抗干扰跳频能力。

Description

一种电力无线专网的抗干扰跳频方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种电力无线专网的抗干扰跳频方法。
背景技术
电力无线专网系统是工作在223-230MHz频段的无线专网通信系统，使用跳频技术作为抗干扰措施，满足其配网自动化、负荷管理、用电信息采集、智能电网用户设备服务、应急抢修、特殊区域视频监控六大领域的业务需求。
跳频通信是一种扩频通信，是指载波频率在很宽频带范围内按某种图案(序列)进行跳频。产生跳频载波的可变频率合成器受伪随机序列(跳频序列)控制，使载波频率随跳频序列的序列值改变而改变，也就是在所谓的跳频集中跳频。因此，跳频集的确定为跳频通信的性能有着极大的影响。
跳频集的确定以信道质量最优为原则，但与传统的LTE通信标准不同，电力无线专网所占用的223-230MHz频段范围内有不少频点会被多个部门不定期地占用，包括：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，严重影响电力专网系统的通信质量和数据流量，也给跳频集的确定带来了困难。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种电力无线专网的抗干扰跳频方法，能够提升跳频集的信道综合质量。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种电力无线专网的抗干扰跳频方法，包括：获取用户设备的信号强度、信道探测参考信号SRS和上行干扰概率，以及获取用户设备的小区参考信号CRS、信道质量指示CQI信号及下行干扰概率；根据所述上行干扰概率、信号强度和SRS计算得到上行信道综合质量，以及根据所述CRS、CQI信号和下行干扰概率计算得到下行信道综合质量；根据所述用户设备的业务量设置上行干扰阈值、下行干扰阈值、上行质量阈值和下行质量阈值，其中，所述上行干扰阈值和下行干扰阈值的取值与业务量成正比，所述上行质量阈值和下行质量阈值的取值与业务量成反比；判断所述上行干扰概率是否大于上行干扰阈值、所述上行信道综合质量是否小于上行质量阈值，以及判断所述下行干扰概率是否大于下行干扰阈值、所述下行信道综合质量是否小于下行质量阈值；仅在所述上行干扰概率小于上行干扰阈值且上行信道综合质量大于上行质量阈值时，为上行信道添加可用标识，否则为上行信道添加不可用标识，以及仅在所述下行干扰概率小于下行干扰阈值且下行信道综合质量大于下行质量阈值时，为下行信道添加可用标识，否则为下行信道添加不可用标识；对含有可用标识的上行信道按照上行信道综合质量进行排序后加入上行跳频集，并将含有不可用标识的上行信道在上行跳频集中对应的上行信道剔除，以及对含有可用标识的下行信道按照下行信道综合质量进行后加入下行跳频集，并将含有不可用标识的下行信道在下行跳频集中对应的下行信道剔除。
优选的，所述上行信道综合质量的计算公式为：
C1＝(1-N1)*normal(信号强度/SRS)
其中，normal()为归一化函数，N1表示上行干扰概率，C1表示上行信道综合质量。
优选的，所述下行信道综合质量的计算公式为：
C2＝(1-N2)*normal(CRS)*normal(CQI)
其中，normal()为归一化函数，N2表示下行干扰概率，C2表示下行信道综合质量。
优选的，所述上行跳频集中的上行信道以及下行跳频集中的下行信道均降序排序。
区别于现有技术的情况，本发明的有益效果是：结合信道质量和信道受干扰概率来进行上行/下行信道综合质量的准确评估，结合用户设备的业务量实现可用上行/下行信道的选择，从而能够提升跳频集的信道综合质量，可以避免同频干扰，减少邻频干扰，优化信道资源利用率，提高电力专网的抗干扰跳频能力。
附图说明
图1是本发明实施例的电力无线专网的抗干扰跳频方法的流程示意图。
图2是本发明实施例的电力无线专网的抗干扰跳频方法一种应用中的具体流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1，本发明实施例的电力无线专网的抗干扰跳频方法包括：
S1：获取用户设备(UserEquipment，简称UE)的信号强度、SRS(SoundingReferenceSignal，信道探测参考信号)和上行干扰概率，以及获取用户设备的CRS(Cell ReferenceSignal，小区参考信号)、CQI(Channel QualityIndicator，信道质量指示)信号及下行干扰概率。
S2：根据上行干扰概率、信号强度和SRS计算得到上行信道综合质量，以及根据CRS、CQI信号和下行干扰概率计算得到下行信道综合质量。
其中，上行信道综合质量的计算公式为：
C1＝(1-N1)*normal(信号强度/SRS)
其中，normal()为归一化函数，N1表示上行干扰概率，C1表示上行信道综合质量。
下行信道综合质量的计算公式为：
C2＝(1-N2)*normal(CRS)*normal(CQI)
其中，normal()为归一化函数，N2表示下行干扰概率，C2表示下行信道综合质量。
S3：根据用户设备的业务量设置上行干扰阈值、下行干扰阈值、上行质量阈值和下行质量阈值，其中，上行干扰阈值和下行干扰阈值的取值与业务量成正比，上行质量阈值和下行质量阈值的取值与业务量成反比。
其中，业务量越大，表明业务越繁忙，则上行干扰阈值和下行干扰阈值的取值增大，上行质量阈值和下行质量阈值的取值减小。业务量越小，表明业务越空闲，则上行干扰阈值和下行干扰阈值的取值减小，上行质量阈值和下行质量阈值的取值增大。
S4：判断上行干扰概率是否大于上行干扰阈值、上行信道综合质量是否小于上行质量阈值，以及判断下行干扰概率是否大于下行干扰阈值、下行信道综合质量是否小于下行质量阈值。
其中，上行干扰概率的判断以及上行信道综合质量的判断可以先后进行，也可以同时进行。同样的，下行干扰概率的判断以及下行信道综合质量的判断可以先后进行，也可以同时进行。
S5：仅在上行干扰概率小于上行干扰阈值且上行信道综合质量大于上行质量阈值时，为上行信道添加可用标识，否则为上行信道添加不可用标识，以及仅在所述下行干扰概率小于下行干扰阈值且下行信道综合质量大于下行质量阈值时，为下行信道添加可用标识，否则为下行信道添加不可用标识。
其中，如果上行干扰概率小于上行干扰阈值且上行信道综合质量大于上行质量阈值，则为上行信道添加可用标识，如果上行干扰概率大于上行干扰阈值或者上行信道综合质量小于上行质量阈值，则为上行信道添加不可用标识。
同样的，如果下行干扰概率小于下行干扰阈值且下行信道综合质量大于下行质量阈值，则为下行信道添加可用标识，如果下行干扰概率大于下行干扰阈值或者下行信道综合质量小于下行质量阈值，则为下行信道添加不可用标识。
S6：对含有可用标识的上行信道按照上行信道综合质量进行排序后加入上行跳频集，并将含有不可用标识的上行信道在上行跳频集中对应的上行信道剔除，以及对含有可用标识的下行信道按照下行信道综合质量进行后加入下行跳频集，并将含有不可用标识的下行信道在下行跳频集中对应的下行信道剔除。
其中，上行跳频集中的上行信道以及下行跳频集中的下行信道均降序排序。当然，也可以升序排序。
需要注意都是，在本发明实施例中，步骤S1与S3或者步骤S2与S3之间，没有必然的先后进行顺序，例如，步骤S1可以首先进行，步骤S3其后进行，或者步骤S1与步骤S3同时进行。
本实施例的抗干扰跳频方法在具体应用中，可以对部分或全部流程进行拆分细化，以对流程进行优化、如图2所示，是本发明实施例的电力无线专网的抗干扰跳频方法一种应用中的具体流程示意图。在该具体流程中，可用上行/下行信道的选择同步进行。
本发明实施例的电力无线专网的抗干扰跳频方法具有以下优点：
1)相比于传统的LTE信道评估标准，可以获得更加精确的评估结果。在传统的LTE信道评估标准中，上行信道综合质量的评估仅考虑用户设备的信号强度和SRS，下行信道综合质量的评估仅考虑用户设备的CRS和CQI。而本发明增加了“干扰概率这一评估要素，充分适应电力无线专网所占用的223-230MHz频段范围内存在突发频点占用的情况，使得信道可用情况的评估结果更加准确，给后续可用跳频集的确定提供了良好的判决条件。
2)在传统的跳频集生成方法中，生成要求侧重于随机、均匀与正交，仅对频点间的频率差及频点出现的次数等有相关的要求，在电力无线专网存在突发频点干扰的条件下可能会导致跳频算法的抗干扰性能大大降低。相比于传统的跳频集生成方法，本发明可以提高跳频集的性能表现，在最终的跳频集生成前已预先对信道可用情况结合信道占用概率和信道质量进行了评估，对更倾向于会有较差性能表现的信道进行规避，并分别对可用信道和不可用信道进行了排序和剔除，提高了跳频集的抗干扰性能表现。
3)本发明根据业务量设置概率阈值和质量阈值以控制跳频集优化生成，可以满足具有不同流量的终端的跳频通信需求，考虑了由业务量差异而带来的不同的跳频需求。例如，具有较大流量的终端对跳频集中信道的可用情况数量要求更大，则通过适当改变概率阈值和质量阈值，使得在信道评估筛选过程中对某些要素的评估适当较松；具有较小流量的终端对跳频集中信道数量的要求较低，则通过改变信道阈值和干扰阈值，提高信道的筛选标准，实现最优信道的选择，优化信道资源利用率。
通过上述方式，本发明结合信道质量和信道受干扰概率来进行上行/下行信道综合质量的准确评估，结合用户设备的业务量实现可用上行/下行信道的选择，从而能够提升跳频集的信道综合质量，可以避免同频干扰，减少邻频干扰，优化信道资源利用率，提高电力专网的抗干扰跳频能力。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种电力无线专网的抗干扰跳频方法，其特征在于，包括：
获取用户设备的信号强度、信道探测参考信号SRS和上行干扰概率，以及获取用户设备的小区参考信号CRS、信道质量指示CQI信号及下行干扰概率；
根据所述上行干扰概率、信号强度和SRS计算得到上行信道综合质量，以及根据所述CRS、CQI信号和下行干扰概率计算得到下行信道综合质量；
根据所述用户设备的业务量设置上行干扰阈值、下行干扰阈值、上行质量阈值和下行质量阈值，其中，所述上行干扰阈值和下行干扰阈值的取值与业务量成正比，所述上行质量阈值和下行质量阈值的取值与业务量成反比；
判断所述上行干扰概率是否大于上行干扰阈值、所述上行信道综合质量是否小于上行质量阈值，以及判断所述下行干扰概率是否大于下行干扰阈值、所述下行信道综合质量是否小于下行质量阈值；
仅在所述上行干扰概率小于上行干扰阈值且上行信道综合质量大于上行质量阈值时，为上行信道添加可用标识，否则为上行信道添加不可用标识，以及仅在所述下行干扰概率小于下行干扰阈值且下行信道综合质量大于下行质量阈值时，为下行信道添加可用标识，否则为下行信道添加不可用标识；
对含有可用标识的上行信道按照上行信道综合质量进行排序后加入上行跳频集，并将含有不可用标识的上行信道在上行跳频集中对应的上行信道剔除，以及对含有可用标识的下行信道按照下行信道综合质量进行后加入下行跳频集，并将含有不可用标识的下行信道在下行跳频集中对应的下行信道剔除；
其中，所述上行信道综合质量的计算公式为：
C1＝(1-N1)*normal(信号强度/SRS)
其中，normal()为归一化函数，N1表示上行干扰概率，C1表示上行信道综合质量；
所述下行信道综合质量的计算公式为：
C2＝(1-N2)*normal(CRS)*normal(CQI)
其中，normal()为归一化函数，N2表示下行干扰概率，C2表示下行信道综合质量。
2.根据权利要求1所述的抗干扰跳频方法，其特征在于，所述上行跳频集中的上行信道以及下行跳频集中的下行信道均降序排序。
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电力无线专网的干扰分析;孔为为等;《通信技术》;20190110;正文第122页-第128页 *

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