[發明專利]一種基于LTE的子帶跳頻外部干擾避免系統及方法

有效

• 申請號: 201210129562.7
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN102647720A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 劉洪;俞凱;贠超;卜智勇;陳實;王海峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H04W16/10
• 分類號: H04W16/10
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及一種基于LTE的子帶跳頻外部干擾避免系統及方法，特別是涉及智能電網中的一種基于LTE的子帶跳頻外部干擾避免系統及方法。

背景技術

智能電網作為一種現代化的電力電網基礎設施，通過自動化控制和現代通信技術平滑整合了可再生能源和替代能源，同時提高了效率，可靠性和安全性。對比現有缺乏溝通能力的電網，智能電網基礎設施具有強力的遙感、先進的通信和計算能力。不同的系統組件通過通信路徑和傳感器節點聯系在一起，提高了相互之間的互操作性，例如：輸電、配電及其他變電站。

大家知道，通信系統是智能電網基礎設施的重要組成部分。有線和無線這兩個主要的通信媒體支持不同的通信技術，可用于智能電表和電力公司之間的數據傳輸。先進的寬帶無線系統可以提供物美價廉的產品、快速的部署、低成本的安裝、廣泛的接入和移動通信，而這些都是有線通信技術甚至舊的窄帶無線技術往往無法提供的好處。然而，在過去由于低數據速率、相關干擾、安全、有限的產品可用性等問題，無線技術在電力行業只能比較緩慢的被接受；幾項活動已經啟動來解決上述問題，并要求確定合適的無線技術尤其是應用于智能電網的技術。從最近的發展和進行的活動中可以看到為了提供各種智能應用而進行的努力，采用了各種標準化的無線通訊技術，例如：基于IEEE?802.11無線局域網、IEEE?802.16標準的WiMAX、3G/4G蜂窩、基于IEEE802.15的ZigBee、802.20標準為基礎的MobileFi等。圖1為當前智能電網中采用無線技術的LTE蜂窩系統的系統架構圖，其包括基站、用戶和外部設備，形成了特殊的無線寬帶網絡。

眾所周知，干擾是無線網絡性能退化的主要原因之一。成功的信道分配算法設計是通過在干擾鏈路上使用非重疊的信道減少了網絡范圍內的干擾。然而，除了小區內和小區間的干擾，與普通的蜂窩LTE(Long?Term?Evolution，長期演進)系統的場景不同，在智能電網中還存在著不可控的外部干擾。例如，在230MHz的頻段，有可能是天文系統和智能電網頻譜的無線電定位系統同時在運行。這些外部的無線傳輸和設備，由于在不同網絡運營商的控制之下通常不考慮信道分配過程中，因此他們的活動是難以捕捉。

另外，在智能電網的無線信道衰落是相當緩慢的。由于大多數的用戶和基站部署在智能電網中的固定位置，用戶和其相關的基站之間的無線通道變化相比移動LTE環境是相當緩慢的。因此，它沒有必要像普通的蜂窩LTE系統調度那樣每10毫秒更新信道狀態信息。此外，智能電網的一個小區內的用戶數目是遠遠多于一般的蜂窩小區，通常依據小區大小和地理區域，數千臺設備要求10,000的信道資源[1]。因此LTE系統在智能電網調度的成本是巨大的。

綜上所述，可知先前技術之智能電網存在外部系統干擾及大用戶量帶來龐大調度信令開銷的問題，因此實有必要提出改進的技術手段，來解決此一問題。

發明內容

為克服上述現有技術存在的不足，本發明之目的在于提供一種基于LTE的子帶跳頻外部干擾避免系統及方法，以解決智能電網中的外部系統干擾及大用戶量帶來龐大調度信令開銷的問題。

為達上述及其它目的，本發明提供一種基于LTE的子帶跳頻外部干擾避免系統，應用于包括基站、用戶及外部設備的智能電網，該系統包括：

初始化模組，用于將小區的整個頻譜分為M個子帶，該小區中的所有用戶根據其地理位置分為N個簇，其中滿足M≥N，在一個簇內，設定其中的一個用戶為簇頭，基站給每個用戶分配一個簇編號；

分配模組，用于根據簇頭的信道干擾指示基站從該M個子帶中選擇N個子帶，然后給每個簇分配一個子帶，基站給每個簇內的用戶分配在一個子帶內相對位置的一個信道資源；

子帶確定模組，用于根據簇頭的信道干擾指示基站確定子帶跳頻圖案；以及

廣播模組，基站廣播子帶跳頻結果給所有用戶。

進一步地，該基站用CEIL(log₂(M！/(M-N)！))位比特的標志位表示所有子帶的跳頻模式，其中CEIL(X)表示不小于X的最小整數。

進一步地，該信道干擾指示的第一位表示基站和簇頭在第一子帶信道受外部干擾的狀況，第二位表示基站和簇頭在第二子帶信道受外部干擾的狀況。

進一步地，該信道干擾指示的第一位‘1’表示基站和簇頭在第一子帶信道被外部設備干擾，該信道干擾指示的第二位‘0’表示基站和簇頭基站和簇頭在第二子帶信道是不受外部設備干擾的干凈信道。