[發明專利]一種提高電力無線專網小區邊緣傳輸速率的功率控制方法

在審

• 申請號: 201711392069.3
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN107948929A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 繆巍巍;蔣承伶;韋磊;陳向東;郭波;李偉;劉銳;鄒駿
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司信息通信分公司;南瑞集團有限公司
• 主分類號: H04W4/021
• 分類號: H04W4/021;H04W52/24;H04W52/28;H04W52/30;H04W72/04
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 薛云燕

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，特別是一種提高電力無線專網小區邊緣傳輸速率的功率控制方法。

背景技術

2010年至今，國家電網在多地進行了配電自動化試點建設，基本奠定了EPON光纖通信技術作為配電自動化接入網主要通信方式的地位，但是受到成本與地域等限制，光纖網絡難以實現配電通信接入網的全覆蓋，所以需要尋求其他通信方式進行補充。無線通信技術由于其部署靈活的特性，成為智能電網接入網的研究的熱點。隨著TD-LTE4G技術的成熟，4G無線通信技術以其高速率和易覆蓋的特點，作為光纖通信的有效補充，應用于配電自動化的建設中。

此外，隨著清潔能源替代和電能替代，以及能源變革的深入推進，分布式光伏、電動汽車充電樁等業務將呈現爆發式增長，電網源-網-荷-儲互動模式將發生改變，這要求對配電網的掌控能力、感知能力全面提升，需要全面提升低壓電網(380kV/220kV)運行狀態的準實時采集能力，從而促進電網運行水平及服務模式質的飛躍。電力無線專網是實現電網末端業務接入與采集的重要組成部分，因此需要建立基于專用授權頻段的電力無線通信寬帶專網。

考慮到建設成本，電力無線專網基站間間距比公網基站要大，而且采取同頻組網，因此小區邊緣用戶受到強烈的鄰小區干擾，通信速率低。而且電力設備通常都是固定的，所以小區邊緣設備長期處于受干擾情況且傳輸速率低，是整個電力無線專網通信的瓶頸。

發明內容

本發明的目的在于提供一種提高電力無線專網小區邊緣傳輸速率的功率控制方法，從而降低小區邊緣用戶受到的干擾，提升小區邊緣用戶的傳輸速率。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種提高電力無線專網小區邊緣傳輸速率的功率控制方法，包括以下步驟：

步驟1、按照兩個給定的半徑值，將小區劃分為3個區域，并確定每個區域可使用的發送頻段范圍和發送功率范圍；

步驟2、基站將小區區域的劃分情況通知設備；

步驟3、設備通過基站的信號信息，計算出自身所在的區域；

步驟4、設備在自身所在區域的發送頻段范圍和發送功率范圍內進行通信。

進一步地，步驟1所述的按照兩個給定的半徑值，將小區劃分為3個區域，具體為：

給出兩個半徑值，將整個小區劃分為1個圓形區域和2個環型區域，每個區域內的設備有給定的發送頻段范圍和發送功率范圍，設備在給定的發送頻段范圍和發送功率范圍內進行通信。

進一步地，步驟2所述基站將小區區域劃分情況通知設備，具體為：

基站通過無線傳輸的方式，以廣播的形式將小區內的區域劃分情況、發送頻段范圍和發送功率范圍告知小區內的所有設備。

進一步地，步驟3所述的設備通過基站的信號信息，計算出自身所在的區域，具體為：

設備通過接收基站的參考信號，估計出接收信號的SNR為η，則路徑損耗Δ為：

Δ＝p-η

其中，p為基站發送參考信號的功率，η的單位為dB；然后根據路徑損耗計算出設備與基站間的距離，通過距離確定該設備所處的區域。

本發明與現有技術相比，其顯著優點為：(1)降低了小區邊緣設備受到的干擾；(2)提高了小區邊緣設備的傳輸速率；(3)提升了整個小區整體的傳輸性能。

附圖說明

圖1是SFR場景下邊緣與中心用戶的頻譜效率對比圖。

圖2是本發明提高電力無線專網小區邊緣傳輸速率的功率控制方法的流程圖。

圖3是本發明中的小區區域劃分示意圖。

圖4是實施例1中采用本發明方法控制小區邊緣傳輸速率的性能示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。

由于小區內的用戶會受到來自相鄰小區的同頻干擾，這會降低邊緣用戶的信噪比。在公網LTE通信系統中，通常采用頻率復用技術以及多點協作傳輸技術(CoMP)來抑制這種干擾。CoMP技術需要多個小區間進行協作，需要進行基站間信息交換，降低鄰小區頻帶利用率，且調度復雜，對于固定的小區邊緣設備不適用。頻率復用技術主要有兩種，部分頻率復用技術(FFR)與軟頻率復用技術(SFR)。其核心原理都是讓小區邊緣的用戶使用與干擾小區邊緣用戶不同的頻段，從而降低同頻干擾。由于SFR的復用因子要優于FFR，所以SFR技術更適合與電力專網。

從理論上對SFR技術進行分析，我們僅考慮1層小區對服務小區的干擾情況。假設設備i的發射功率為那么基站接收到該設備發送的信號能量為