一種面向智能電網(wǎng)的lte隨機(jī)接入方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電力系統(tǒng)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種面向智能電網(wǎng)的LTE隨機(jī)接入 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨機(jī)接入是移動(dòng)通信中用戶(hù)設(shè)備通過(guò)主輔同步序列映射完成下行同步后與網(wǎng)絡(luò) 進(jìn)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(jìn)行下行同 步，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步完成上行同步，即隨機(jī)接入。隨機(jī)接入過(guò)程是保證通信建立的決定性 環(huán)節(jié)，也是影響用戶(hù)體驗(yàn)及系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素，因此有必要對(duì)LTE系統(tǒng)的隨機(jī)接入過(guò)程進(jìn) 行詳細(xì)分析。
[0003] 而電力信息感知采集具有采集范圍廣、業(yè)務(wù)類(lèi)型多、信息采集點(diǎn)多等特點(diǎn)，面對(duì)有 限的接入資源和海量終端的隨機(jī)接入需求之間的矛盾，如何解決海量業(yè)務(wù)的接入問(wèn)題，是 進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)南葲Q條件，也是電力行業(yè)應(yīng)用LTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)需要解決的問(wèn)題。現(xiàn)有電力 公司也建設(shè)了4G小規(guī)模試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)，但規(guī)模較小，接入節(jié)點(diǎn)不多，還沒(méi)有面臨海量接入的問(wèn) 題，但是未來(lái)，隨著智能電網(wǎng)發(fā)展的不斷深入和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，覆蓋面越來(lái)越廣，必 然要面臨海量終端接入的需求。
[0004] 信息通信技術(shù)是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)智能化、互動(dòng)化和大電網(wǎng)運(yùn)行控制的重要基礎(chǔ)。LTE技術(shù) 具有帶寬靈活配置、峰值速率更高、時(shí)延更小、安全性更高等優(yōu)點(diǎn)，在全球范圍內(nèi)得到了廣 泛應(yīng)用。在LTE系統(tǒng)中，隨機(jī)接入過(guò)程可分為基于競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入和基于非競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入 過(guò)程。競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入是指接入資源由肥自行隨機(jī)獲取，非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入是指UE的接入資源 由eNodeB分配。
[0005] 二者的本質(zhì)區(qū)別在于發(fā)起隨機(jī)接入前UE是否收到來(lái)自網(wǎng)絡(luò)分配的專(zhuān)用隨機(jī)接入 資源?；诟?jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入過(guò)程是UE根據(jù)小區(qū)系統(tǒng)消息中廣播的隨機(jī)接入?yún)?shù)隨機(jī)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(jī)接入資源，運(yùn)樣就會(huì)發(fā)送碰撞，導(dǎo)致此 次的隨機(jī)接入失敗。
[0006] 基于非競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入過(guò)程只用于已經(jīng)與網(wǎng)絡(luò)建立了連接但是需要與網(wǎng)絡(luò)重新 進(jìn)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(dāng)前小區(qū)（上行失步），此 時(shí)網(wǎng)絡(luò)可W通過(guò)RRC連接重配置消息或PDCCH命令（Physical Downlink Conhol Qiannel order)為肥配置專(zhuān)用隨機(jī)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(jī)接入的成功率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 有鑒于此，本發(fā)明提供的一種面向智能電網(wǎng)的LTE隨機(jī)接入方法，該方法有效地提 高了智能電網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性、處理效率及可擴(kuò)展性，解決了有限的接入資源和海量終端的 隨機(jī)接入需求之間的矛盾問(wèn)題，進(jìn)而保證了通信建立、用戶(hù)體驗(yàn)及系統(tǒng)性能。
[000引本發(fā)明的目的是通過(guò)W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0009] -種面向智能電網(wǎng)的LTE隨機(jī)接入方法，所述方法在電力LTE網(wǎng)絡(luò)不同應(yīng)用階段中 根據(jù)前導(dǎo)序列分配策略實(shí)現(xiàn)隨機(jī)接入，包括競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入和非競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入，所述基 于競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入方法為基于電力業(yè)務(wù)分組的功率優(yōu)先級(jí)的隨機(jī)接入方法;所述方法包 括：
[0010] 用戶(hù)終端高層請(qǐng)求觸發(fā)物理層隨機(jī)接入過(guò)程；
[0011] 用戶(hù)終端基于不同電力業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)計(jì)算隨機(jī)接入信道的發(fā)射功率Prt;
[0012] 用戶(hù)終端根據(jù)計(jì)算的發(fā)射功率，選擇前導(dǎo)隨機(jī)序列，在用戶(hù)終端高層指定的隨機(jī) 接入信道資源中發(fā)射單個(gè)前導(dǎo)序列；
[0013] 基站接收上行消息，并返回響應(yīng)信息至所述用戶(hù)終端。
[0014] 優(yōu)選的，所述隨機(jī)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(dǎo)序列初始發(fā)射功率，且Pir在每次隨機(jī)接入過(guò)程觸發(fā)前，通過(guò)系統(tǒng) 消息進(jìn)行更新；e為基于前導(dǎo)格式的偏移量，且0在每次隨機(jī)接入過(guò)程觸發(fā)前，通過(guò)高層配 置進(jìn)行更新;N為前導(dǎo)序列傳輸計(jì)數(shù)器，且N在隨機(jī)接入過(guò)程觸發(fā)時(shí)設(shè)置為1，前導(dǎo)序列每傳 輸一次，N加 1 ; Pstep為功率抬升步長(zhǎng)，且Pstep在每次隨機(jī)接入過(guò)程觸發(fā)前，通過(guò)高層配置進(jìn)行 更新;M為電力業(yè)務(wù)屬性，i為業(yè)務(wù)屬性之一，優(yōu)先級(jí)越高的業(yè)務(wù)屬性的M值越大，否則M值越 小;Q(i)為同一業(yè)務(wù)屬性下的不同具體業(yè)務(wù)的種類(lèi)，j為具體業(yè)務(wù)之一。
[0017] 優(yōu)選的，所述用戶(hù)終端包括高優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)終端及低優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)終端，且所述 高優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)終端功率抬升步長(zhǎng)高于所述低優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)終端功率抬升步長(zhǎng)；
[0018] 不同業(yè)務(wù)終端的功率抬升步長(zhǎng)呈指數(shù)分布。
[0019] 優(yōu)選的，所述前導(dǎo)序列分配策略包括序列動(dòng)態(tài)分配策略及序列預(yù)留分配策略；
[0020] 優(yōu)選的，所述序列動(dòng)態(tài)分配策略中隨機(jī)接入前導(dǎo)序列均為基于競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入前 導(dǎo)序列且均由基站進(jìn)行管理；
[0021] 優(yōu)選的，所述序列預(yù)留分配策略中將隨機(jī)接入前導(dǎo)序列劃分為基于競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接 入前導(dǎo)序列及基于非競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入前導(dǎo)序列；
[0022] 在基站的指導(dǎo)下，在所述基于競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入前導(dǎo)序列無(wú)法滿(mǎn)足接入需求時(shí)，部 分業(yè)務(wù)終端可使用所述基于非競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入前導(dǎo)序列；
[0023] 在出現(xiàn)非競(jìng)爭(zhēng)接入需求時(shí)，所述部分業(yè)務(wù)終端退出使用所述基于非競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接 入前導(dǎo)序列。
[0024] 優(yōu)選的，所述電力LTE網(wǎng)絡(luò)不同應(yīng)用階段包括租用LTE公網(wǎng)、租用LTE公網(wǎng)和LTE試 驗(yàn)專(zhuān)網(wǎng)的混合組網(wǎng)及自建LTE專(zhuān)網(wǎng)。
[0025] 優(yōu)選的，所述租用LTE公網(wǎng)采用動(dòng)態(tài)劃分前導(dǎo)序列分組的方式進(jìn)行管理；當(dāng)電力業(yè) 務(wù)隨機(jī)接入與公網(wǎng)用戶(hù)隨機(jī)接入產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)沖突時(shí)，優(yōu)先滿(mǎn)足公網(wǎng)用戶(hù)隨機(jī)接入需求。
[00%] 優(yōu)選的，所述租用LTE公網(wǎng)和LTE試驗(yàn)專(zhuān)網(wǎng)的混合組網(wǎng)將突發(fā)類(lèi)業(yè)務(wù)的接入控制在 LTE試驗(yàn)專(zhuān)網(wǎng)中，并對(duì)LTE試驗(yàn)專(zhuān)網(wǎng)擁有的前導(dǎo)序列進(jìn)行分組，預(yù)留給予非競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)前導(dǎo) 序列；
[0027]所述租用LTE公網(wǎng)和LTE試驗(yàn)專(zhuān)網(wǎng)將對(duì)采集周期長(zhǎng)且非突發(fā)的業(yè)務(wù)放在所述租用 LTE公網(wǎng)中參與競(jìng)爭(zhēng)接入，并采用動(dòng)態(tài)劃分前導(dǎo)序列分組的方式進(jìn)行管理；當(dāng)電力業(yè)務(wù)隨機(jī) 接入與公網(wǎng)用戶(hù)隨機(jī)接入產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)沖突時(shí)，優(yōu)先滿(mǎn)足公網(wǎng)用戶(hù)隨機(jī)接入需求。
[0028] 優(yōu)選的，自建LTE專(zhuān)網(wǎng)采用序列預(yù)留分配方式，基于競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入采用基于電力 業(yè)務(wù)分組的功率優(yōu)先級(jí)的隨機(jī)接入方法，基于非競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入采用基站直接分配前導(dǎo)序 列的隨機(jī)接入方式。
[0029] 從上述的技術(shù)方案可W看出，本發(fā)明提供了一種面向智能電網(wǎng)的LTE隨機(jī)接入方 法，用戶(hù)終端高層請(qǐng)求觸發(fā)物理層隨機(jī)接入過(guò)程；用戶(hù)終端基于不同電力業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)計(jì)算 隨機(jī)接入信道的發(fā)射功率;用戶(hù)終端根據(jù)計(jì)算的發(fā)射功率，選擇前導(dǎo)隨機(jī)序列，在用戶(hù)終端 高層指定的隨機(jī)接入信道資源中發(fā)射單個(gè)前導(dǎo)序列;基站接收上行消息，并返回響應(yīng)信息 至用戶(hù)終端。本發(fā)明提出的方法面向智能電網(wǎng)的多業(yè)務(wù)接入需求，解決了有限的接入資源 和海量終端的隨機(jī)接入需求之間的矛盾問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)不同電力業(yè)務(wù)的不同優(yōu)先級(jí)接入，進(jìn)而 保證了電力業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量。
[0030] 與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有W下優(yōu)異效果：
[0031] 1、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案考慮到了電力豐富業(yè)務(wù)之間的不同接入優(yōu)先級(jí)需求， 解決了有限的接入資源和海量終端的隨機(jī)接入需求之間的矛盾問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)不同電力業(yè)務(wù)的 不同優(yōu)先級(jí)接入，也即高優(yōu)先級(jí)的優(yōu)先接入，進(jìn)而保證了電力業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量。
[0032] 2、本發(fā)明提出了面向電力行業(yè)應(yīng)用的兩種前導(dǎo)序列分配策略。分別是序列動(dòng)態(tài)分 配和序列預(yù)留分配。序列預(yù)留分配保障了非競(jìng)爭(zhēng)接入的及時(shí)性，且不用參與競(jìng)爭(zhēng)，減少交互 開(kāi)銷(xiāo)，而序列動(dòng)態(tài)分配更加靈活，提高了前導(dǎo)序列的利用率。
[0033] 3、本發(fā)明提供的技術(shù)方案，應(yīng)用廣泛，具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[0034] 圖1是本發(fā)明的一種面向智能電網(wǎng)的LTE隨機(jī)接入方法的流程圖；
[0035] 圖2是本發(fā)明的具體應(yīng)用例中的前導(dǎo)序列動(dòng)態(tài)分配示意圖；
[0036] 圖3是本發(fā)明的具體應(yīng)用例中的前導(dǎo)序列預(yù)留分配示意圖；
[0037] 圖4是本發(fā)明的具體應(yīng)用例中的基于競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入流程示意圖；
[0038] 圖5是本發(fā)明的具體應(yīng)用例中的基于非競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí) 施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0040] 如圖1所示，本發(fā)明提供一種面向智能電網(wǎng)的LTE隨機(jī)接入方法，方法在電力LTE網(wǎng) 絡(luò)不同應(yīng)用階段中根據(jù)前導(dǎo)序列分配策略實(shí)現(xiàn)隨機(jī)接入，包括競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入和非競(jìng)爭(zhēng)的 隨機(jī)接入，基于競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入方法為基于電力業(yè)務(wù)分組的功率優(yōu)先級(jí)的隨機(jī)接入方法； 包括：
[0041 ]用戶(hù)終端高層請(qǐng)求觸發(fā)物理層隨機(jī)接入過(guò)程；
[0042] 用戶(hù)終端基于不同電力業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)計(jì)算隨機(jī)接入信道的發(fā)射功率Prt;
[0043