一種面向智能電網的lte隨機接入方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及電力系統(tǒng)通信技術領域，具體設及一種面向智能電網的LTE隨機接入 方法。
【背景技術】
[0002] 隨機接入是移動通信中用戶設備通過主輔同步序列映射完成下行同步后與網絡 進行通信的首要步驟。在LTE系統(tǒng)中，終端(UE)與基站（eNodeB)通信之前先要進行下行同 步，在此基礎上進一步完成上行同步，即隨機接入。隨機接入過程是保證通信建立的決定性 環(huán)節(jié)，也是影響用戶體驗及系統(tǒng)性能的關鍵因素，因此有必要對LTE系統(tǒng)的隨機接入過程進 行詳細分析。
[0003] 而電力信息感知采集具有采集范圍廣、業(yè)務類型多、信息采集點多等特點，面對有 限的接入資源和海量終端的隨機接入需求之間的矛盾，如何解決海量業(yè)務的接入問題，是 進行業(yè)務數據傳輸的先決條件，也是電力行業(yè)應用LTE網絡技術需要解決的問題?，F(xiàn)有電力 公司也建設了4G小規(guī)模試驗網絡，但規(guī)模較小，接入節(jié)點不多，還沒有面臨海量接入的問 題，但是未來，隨著智能電網發(fā)展的不斷深入和網絡規(guī)模的不斷擴大，覆蓋面越來越廣，必 然要面臨海量終端接入的需求。
[0004] 信息通信技術是實現(xiàn)電網智能化、互動化和大電網運行控制的重要基礎。LTE技術 具有帶寬靈活配置、峰值速率更高、時延更小、安全性更高等優(yōu)點，在全球范圍內得到了廣 泛應用。在LTE系統(tǒng)中，隨機接入過程可分為基于競爭的隨機接入和基于非競爭的隨機接入 過程。競爭隨機接入是指接入資源由肥自行隨機獲取，非競爭隨機接入是指UE的接入資源 由eNodeB分配。
[0005] 二者的本質區(qū)別在于發(fā)起隨機接入前UE是否收到來自網絡分配的專用隨機接入 資源?；诟偁幍碾S機接入過程是UE根據小區(qū)系統(tǒng)消息中廣播的隨機接入參數隨機選擇接 入資源發(fā)起的。因此不同的肥可能選擇到相同的隨機接入資源，運樣就會發(fā)送碰撞，導致此 次的隨機接入失敗。
[0006] 基于非競爭的隨機接入過程只用于已經與網絡建立了連接但是需要與網絡重新 進行上行同步的UE，可能是同步到其他小區(qū)（切換）或重新同步到當前小區(qū)（上行失步），此 時網絡可W通過RRC連接重配置消息或PDCCH命令（Physical Downlink Conhol Qiannel order)為肥配置專用隨機接入資源，從而避免該UE與其他UE選擇相同的資源而發(fā)生沖突， 提高了隨機接入的成功率。

【發(fā)明內容】

[0007] 有鑒于此，本發(fā)明提供的一種面向智能電網的LTE隨機接入方法，該方法有效地提 高了智能電網系統(tǒng)的可靠性、處理效率及可擴展性，解決了有限的接入資源和海量終端的 隨機接入需求之間的矛盾問題，進而保證了通信建立、用戶體驗及系統(tǒng)性能。
[000引本發(fā)明的目的是通過W下技術方案實現(xiàn)的：
[0009] -種面向智能電網的LTE隨機接入方法，所述方法在電力LTE網絡不同應用階段中 根據前導序列分配策略實現(xiàn)隨機接入，包括競爭的隨機接入和非競爭的隨機接入，所述基 于競爭的隨機接入方法為基于電力業(yè)務分組的功率優(yōu)先級的隨機接入方法;所述方法包 括：
[0010] 用戶終端高層請求觸發(fā)物理層隨機接入過程；
[0011] 用戶終端基于不同電力業(yè)務優(yōu)先級計算隨機接入信道的發(fā)射功率Prt;
[0012] 用戶終端根據計算的發(fā)射功率，選擇前導隨機序列，在用戶終端高層指定的隨機 接入信道資源中發(fā)射單個前導序列；
[0013] 基站接收上行消息，并返回響應信息至所述用戶終端。
[0014] 優(yōu)選的，所述隨機接入信道的發(fā)射功率Prt的確定模型為：
[001 引也=&+5+(N4)*(2'-m 叩卿)+公一口('，巧-2'-…巧郵
[0016] 其中，Pir為前導序列初始發(fā)射功率，且Pir在每次隨機接入過程觸發(fā)前，通過系統(tǒng) 消息進行更新；e為基于前導格式的偏移量，且0在每次隨機接入過程觸發(fā)前，通過高層配 置進行更新;N為前導序列傳輸計數器，且N在隨機接入過程觸發(fā)時設置為1，前導序列每傳 輸一次，N加 1 ; Pstep為功率抬升步長，且Pstep在每次隨機接入過程觸發(fā)前，通過高層配置進行 更新;M為電力業(yè)務屬性，i為業(yè)務屬性之一，優(yōu)先級越高的業(yè)務屬性的M值越大，否則M值越 小;Q(i)為同一業(yè)務屬性下的不同具體業(yè)務的種類，j為具體業(yè)務之一。
[0017] 優(yōu)選的，所述用戶終端包括高優(yōu)先級的業(yè)務終端及低優(yōu)先級的業(yè)務終端，且所述 高優(yōu)先級的業(yè)務終端功率抬升步長高于所述低優(yōu)先級的業(yè)務終端功率抬升步長；
[0018] 不同業(yè)務終端的功率抬升步長呈指數分布。
[0019] 優(yōu)選的，所述前導序列分配策略包括序列動態(tài)分配策略及序列預留分配策略；
[0020] 優(yōu)選的，所述序列動態(tài)分配策略中隨機接入前導序列均為基于競爭的隨機接入前 導序列且均由基站進行管理；
[0021] 優(yōu)選的，所述序列預留分配策略中將隨機接入前導序列劃分為基于競爭的隨機接 入前導序列及基于非競爭的隨機接入前導序列；
[0022] 在基站的指導下，在所述基于競爭的隨機接入前導序列無法滿足接入需求時，部 分業(yè)務終端可使用所述基于非競爭的隨機接入前導序列；
[0023] 在出現(xiàn)非競爭接入需求時，所述部分業(yè)務終端退出使用所述基于非競爭的隨機接 入前導序列。
[0024] 優(yōu)選的，所述電力LTE網絡不同應用階段包括租用LTE公網、租用LTE公網和LTE試 驗專網的混合組網及自建LTE專網。
[0025] 優(yōu)選的，所述租用LTE公網采用動態(tài)劃分前導序列分組的方式進行管理；當電力業(yè) 務隨機接入與公網用戶隨機接入產生競爭沖突時，優(yōu)先滿足公網用戶隨機接入需求。
[00%] 優(yōu)選的，所述租用LTE公網和LTE試驗專網的混合組網將突發(fā)類業(yè)務的接入控制在 LTE試驗專網中，并對LTE試驗專網擁有的前導序列進行分組，預留給予非競爭的隨機前導 序列；
[0027]所述租用LTE公網和LTE試驗專網將對采集周期長且非突發(fā)的業(yè)務放在所述租用 LTE公網中參與競爭接入，并采用動態(tài)劃分前導序列分組的方式進行管理；當電力業(yè)務隨機 接入與公網用戶隨機接入產生競爭沖突時，優(yōu)先滿足公網用戶隨機接入需求。
[0028] 優(yōu)選的，自建LTE專網采用序列預留分配方式，基于競爭的隨機接入采用基于電力 業(yè)務分組的功率優(yōu)先級的隨機接入方法，基于非競爭的隨機接入采用基站直接分配前導序 列的隨機接入方式。
[0029] 從上述的技術方案可W看出，本發(fā)明提供了一種面向智能電網的LTE隨機接入方 法，用戶終端高層請求觸發(fā)物理層隨機接入過程；用戶終端基于不同電力業(yè)務優(yōu)先級計算 隨機接入信道的發(fā)射功率;用戶終端根據計算的發(fā)射功率，選擇前導隨機序列，在用戶終端 高層指定的隨機接入信道資源中發(fā)射單個前導序列;基站接收上行消息，并返回響應信息 至用戶終端。本發(fā)明提出的方法面向智能電網的多業(yè)務接入需求，解決了有限的接入資源 和海量終端的隨機接入需求之間的矛盾問題，實現(xiàn)不同電力業(yè)務的不同優(yōu)先級接入，進而 保證了電力業(yè)務服務質量。
[0030] 與最接近的現(xiàn)有技術比，本發(fā)明提供的技術方案具有W下優(yōu)異效果：
[0031] 1、本發(fā)明所提供的技術方案考慮到了電力豐富業(yè)務之間的不同接入優(yōu)先級需求， 解決了有限的接入資源和海量終端的隨機接入需求之間的矛盾問題，實現(xiàn)不同電力業(yè)務的 不同優(yōu)先級接入，也即高優(yōu)先級的優(yōu)先接入，進而保證了電力業(yè)務服務質量。
[0032] 2、本發(fā)明提出了面向電力行業(yè)應用的兩種前導序列分配策略。分別是序列動態(tài)分 配和序列預留分配。序列預留分配保障了非競爭接入的及時性，且不用參與競爭，減少交互 開銷，而序列動態(tài)分配更加靈活，提高了前導序列的利用率。
[0033] 3、本發(fā)明提供的技術方案，應用廣泛，具有顯著的社會效益和經濟效益。
【附圖說明】
[0034] 圖1是本發(fā)明的一種面向智能電網的LTE隨機接入方法的流程圖；
[0035] 圖2是本發(fā)明的具體應用例中的前導序列動態(tài)分配示意圖；
[0036] 圖3是本發(fā)明的具體應用例中的前導序列預留分配示意圖；
[0037] 圖4是本發(fā)明的具體應用例中的基于競爭的隨機接入流程示意圖；
[0038] 圖5是本發(fā)明的具體應用例中的基于非競爭的隨機接入流程示意圖。
【具體實施方式】
[0039] 下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實 施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0040] 如圖1所示，本發(fā)明提供一種面向智能電網的LTE隨機接入方法，方法在電力LTE網 絡不同應用階段中根據前導序列分配策略實現(xiàn)隨機接入，包括競爭的隨機接入和非競爭的 隨機接入，基于競爭的隨機接入方法為基于電力業(yè)務分組的功率優(yōu)先級的隨機接入方法； 包括：
[0041 ]用戶終端高層請求觸發(fā)物理層隨機接入過程；
[0042] 用戶終端基于不同電力業(yè)務優(yōu)先級計算隨機接入信道的發(fā)射功率Prt;
[0043