CN111465107A - 一种基于电力物联网数据传输特性的半静态调度方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电力物联网领域，尤其涉及一种基于电力物联网数据传输特性的半静态调度方法，包括：针对电力物联网系统中的若干传感器，将上传周期相同的传感器划分为1组或多组；按照上传周期从短到长的顺序进行资源分配；通过半静态调度方式对传感器采集的数据包进行周期性上传。通过使用本发明，可以实现以下效果：利用传感器的上传数据具有大数量、周期性、小数据包的特点，对周期性上报的传感器数据进行分组后再进行半静态调度，从而只需要为每一组传感器统一分配资源，降低控制信令的开销。

Description

一种基于电力物联网数据传输特性的半静态调度方法
技术领域
本发明涉及电力物联网领域，尤其涉及一种基于电力物联网数据传输特性的半静态调度方法。
背景技术
泛在电力物联网，是充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各个环节万物互联、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活等特征的智慧服务系统。
在无线频谱资源稀缺的今天，频谱资源供需矛盾突出，一般企业无法获得授权频段的授权，而免授权频段资源较为丰富，只要满足监管政策，就可以合法免费使用，从而大幅提高网络的性能。因此，在电力物联网系统中使用5.8G免授权频段，可以在不增加频段授权费用的情况下大幅提升网络带宽。
当前电力物联网系统中，传感器的上传数据具有大数量、周期性、小数据包的特点，如果使用传统基于调度授权的数据传输方式进行上行数据传输，控制信令的开销会很大，大量的通信资源会用在对少量上传数据的调度上，从而降低频谱资源的利用效率。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种基于电力物联网数据传输特性的半静态调度方法。
一种基于电力物联网数据传输特性的半静态调度方法，包括：
针对电力物联网系统中的若干传感器，将上传周期相同的传感器划分为1组或多组；
按照上传周期从短到长的顺序进行资源分配；
通过半静态调度方式对传感器采集的数据包进行周期性上传。
优选的，所述针对电力物联网系统中的若干传感器，将上传周期相同的传感器划分为1组或多组包括：
当上传周期相同的传感器数量大于设定阈值时，则将传感器分为多组，每组传感器的数量均小于或等于设定阈值；
当上传周期相同的传感器数量小于或等于设定阈值时，则将传感器分为1组。
优选的，所述按照上传周期从短到长的顺序进行资源分配包括：
对每组中的所有传感器分别设定下标，为每一组传感器分配一串连续的资源块，随后组内的传感器按照下标选取自己特定的资源块。
优选的，还包括：
当数据包上传出错时，HARQ重传采用动态调度方式，为每个传感器单独进行调度。
通过使用本发明，可以实现以下效果：利用传感器的上传数据具有大数量、周期性、小数据包的特点，对周期性上报的传感器数据进行分组后再进行半静态调度，从而只需要为每一组传感器统一分配资源，降低控制信令的开销。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明一实施例一种基于电力物联网数据传输特性的半静态调度方法中步骤S1～S3的示意性流程图；
图2是本发明一实施例一种基于电力物联网数据传输特性的半静态调度方法中步骤S4的示意性流程图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
本发明的基本思想是利用传感器的上传数据具有大数量、周期性、小数据包的特点，对周期性上报的传感器数据进行分组后再进行半静态调度，从而只需要为每一组传感器统一分配资源，降低控制信令的开销。
基于以上思想，本发明提出了一种基于电力物联网数据传输特性的半静态调度方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1：针对电力物联网系统中的若干传感器，将上传周期相同的传感器划分为1组或多组；
S2：按照上传周期从短到长的顺序进行资源分配；
S3：通过半静态调度方式对传感器采集的数据包进行周期性上传。
在本实施例中，针对电力物联网系统中的若干传感器，将上传周期相同的传感器划分为1组或多组的方法为：当上传周期相同的传感器数量大于设定阈值时，则将传感器分为多组，每组传感器的数量均小于或等于设定阈值；当上传周期相同的传感器数量小于或等于设定阈值时，则将传感器分为1组。
由于电力物联网系统中，传感器的上传数据具有大数量、周期性、小数据包的特点，为了降低控制信令的开销，提出对周期性上报的传感器数据进行分组后再进行半静态调度。设网络中传感器数量为M，共有K种不同的周期T，将周期相同的传感器划分为1组或多组，共分为N组，注意到N≥K。当周期相同的传感器数量过多时，为了资源分配的灵活性，可以将这些传感器分为多组，否则分为1组即可。
在一实施例中，按照上传周期从短到长的顺序进行资源分配包括：对每组中的所有传感器分别设定下标，为每一组传感器分配一串连续的资源块，随后组内的传感器按照下标选取自己特定的资源块。
设第i组包含Ni个传感器，在分组过程中为每一组的传感器分配下标1-Ni，接着对每组中的所有传感器统一进行资源分配，此时只需要为每一组传感器分配一串连续的资源块，随后组内的传感器按照下标选取自己特定的资源块即可。具体来说，如果某一组分配到(slot m,RB n)的资源，那么组内的第j个传感器选择的资源块为(slot m,RB n+j-1)。与传统无分组需要为M个传感器单独调度相比，分组控制信令的大小减小至原来的N/M，从而大幅降低控制信令开销。在为N组传感器分配资源时，按照周期从短到长的顺序进行分配，即首先分配短周期传感器的资源，长周期传感器的资源填充在剩余的资源空间。这是因为周期越短的传感器对时延越敏感，应优先为其分配资源，保证其传输的可靠性。
半静态调度方式是指在LTE的调度传输过程中，eNB在初始调度通过PDCCH指示UE当前的调度信息，UE识别是半静态调度，则保存当前的调度信息，每隔固定的周期在相同的时频资源位置上进行该业务数据的发送或接收。容易理解，使用半静态调度传输，可以充分利用话音数据包周期性到达的特点，一次授权，周期使用，可以有效的节省LTE系统用于调度指示的PDCCH资源，从而可以在不影响系统性能的同时，仍然为动态调度的业务保留一定的控制信息以供使用。
在一实施例中，如图2所示，一种基于电力物联网数据传输特性的半静态调度方法还包括以下步骤：
S4：当数据包上传出错时，HARQ重传采用动态调度方式，为每个传感器单独进行调度。
利用传感器的周期传输特性，使用半静态调度方式，在完成一次调度之后，网络中的传感器在分配的资源块上无需调度地周期性上行传输数据，直到下一次调度。考虑到上行数据可能出现解码错误，从而需要进行HARQ(Hybrid Automatic Repeat request)重传，重传的数据包使用动态的调度方式，即对于每一次重传都为其单独分配资源，并且不使用上述的分组方式，为每个传感器单独调度，由于电力系统中传感器的位置固定，信道状态稳定，平均重传次数较低，所以HARQ重传占用的资源较少。
在一示例实施例中，电力物联网中传感器数量为M＝48，共有K＝4种不同的周期，分别为T＝2、4、10、20，每种周期分别包括3、10、8、27个传感器。将T＝2的传感器分成1组，将T＝4的传感器分成1组，将T＝10的传感器分成1组，将T＝20的传感器分成4组，共N＝7组。
首先为T＝2、4的传感器分配了RB资源，T＝10、20的RB资源填充在剩余的资源块上，保证了短周期传感器的资源得到优先分配。T＝20的传感器由于数量过多被切分成4组，保证了资源分配的灵活性。与传统无分组需要为M＝48个传感器单独调度相比，分组控制信令的大小减小至原来的N/M＝7/48。当数据包传输出错时，HARQ重传采用动态资源分配方式，不按照分组分配资源，为每个传感器单独进行调度，由于电力物联网中传感器位置固定，信道状态稳定，所以重传概率较低，调度开销较少。在进行一次调度后，采用半静态调度方式，以20为周期重复该调度方案，从而在无需调度的情况下使传感器网络正常上传数据，进一步降低调度开销。
本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (4)

1.一种基于电力物联网数据传输特性的半静态调度方法，其特征在于，包括：
针对电力物联网系统中的若干传感器，将上传周期相同的传感器划分为1组或多组；
按照上传周期从短到长的顺序进行资源分配；
通过半静态调度方式对传感器采集的数据包进行周期性上传。
2.根据权利要求1所述的一种基于电力物联网数据传输特性的半静态调度方法，其特征在于，所述针对电力物联网系统中的若干传感器，将上传周期相同的传感器划分为1组或多组包括：
当上传周期相同的传感器数量大于设定阈值时，则将传感器分为多组，每组传感器的数量均小于或等于设定阈值；
当上传周期相同的传感器数量小于或等于设定阈值时，则将传感器分为1组。
3.根据权利要求1所述的一种基于电力物联网数据传输特性的半静态调度方法，其特征在于，所述按照上传周期从短到长的顺序进行资源分配包括：
对每组中的所有传感器分别设定下标，为每一组传感器分配一串连续的资源块，随后组内的传感器按照下标选取自己特定的资源块。
4.根据权利要求1所述的一种基于电力物联网数据传输特性的半静态调度方法，其特征在于，还包括：
当数据包上传出错时，HARQ重传采用动态调度方式，为每个传感器单独进行调度。
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