[發明專利]基于5G網絡的智能電網中數據重傳與無線資源分配方法

有效

• 申請號: 202110311988.3
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN113038515B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 李奇越;唐皓辰;劉志;高博;徐曉冰;丁津津;孫偉;汪玉;李帷韜;李遠松
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學;國網安徽省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W72/04
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

本發明公開了一種基于5G網絡的智能電網中數據重傳與無線資源分配方法，其步驟包括：1、智能電網中的智能電表采樣出所需監控的數據；2、將采樣數據類型分為正常周期性數據和異常突發性數據；3、分別構造兩種類型采樣數據的重傳方案；4、根據兩種采樣數據的可靠性約束和時延約束，為每種采樣數據分配最優的調制編碼方式和資源分配方案。本發明能夠支持智能電網中正常周期性數據和異常突發性數據的協同數據傳輸、重傳與資源分配，并在保證兩種數據傳輸的可靠性與時延要求的同時最小化系統資源消耗。

技術領域

本發明涉及智能電網上行通信數據傳輸領域，具體地說是一種基于5G網絡的智能電網中數據重傳與無線資源分配方法，適用于智能電網中出現異常突發性事件的環境，聯合執行正常周期性數據和異常突發性數據的協同數據傳輸、重傳與資源分配，并在滿足系統超可靠、低時延要求的同時最小化系統資源消耗。

背景技術

智能電網是一個全自動的電力傳輸網絡，它可以監視和控制每個用戶和節點，確保發電廠和電力設備之間以及兩者之間所有節點的電力和信息的雙向流動，實現對電力系統中產、輸、配、變、用等各個環節的智能化管理，進而實現系統高度智能化的目標。智能電表是智能電網數據采集的基本設備之一，承擔著數據采集、計量和傳輸的任務，是實現信息集成、分析優化和信息展現的基礎。

通信技術是智能電網建設的基石，目前第三代合作伙伴計劃在5G新型無線電取得了良好的進展，用于支持增強移動寬帶(eMBB)、海量機器類通信(mMTC)和超可靠低時延(URLLC)三大應用場景。其中，URLLC場景應用的特點是對時延、可靠性和可用性有嚴格的要求，比如智能電網中的分布式自動化、異常數據事件監測等。在5G技術中，混合自動重傳請求(HARQ)是一種對時間分集的技術，通過對丟失或出錯數據進行重傳，可以提升數據在無線信道下的可靠性。

電子科技大學計算機科學與工程學院孫國林等人提出了一種基于深度強化學習的應急物聯網切片資源預留算法(通信學報，2020，“基于深度強化學習的應急物聯網切片資源預留算法”)。作者針對應急物聯網的超低時延服務需求，設計了面向超低時延傳輸應急物聯網的多切片網絡架構，提出了應急物聯網切片資源預留和多異構切片資源共享與隔離的方法框架。仿真結果表明，基于資源預留的方法能夠使應急物聯網切片顯式保留資源，能夠保證資源預留的準確和實時更新，有效兼顧了資源利用率和切片差異化服務質量要求。但是此算法沒有考慮HARQ重傳機制，僅能滿足數據傳輸的低時延要求，無法保證數據傳輸的可靠性。

北京郵電大學莊植鈞設計了一種電力無線專網上行信道資源分配方法(北京郵電大學碩士學位論文，2018，“電力無線專網上行信道資源分配方法”)。作者針對電網上行傳輸環境，分別提出了面向安全與QoS(Quality ofService)保障的電力無線專網上行資源分配方法與基于NB-IoT和LTE混合傳輸的電力業務上行資源調度機制。在混合傳輸的電力業務上行資源調度機制中，所提出的混合傳輸策略能夠增加承載業務的數量上限，提高頻譜資源的利用效率。最后，作者利用頻譜感知技術對鄰區干擾進行檢測，提出了規避同頻干擾的資源調度問題模型，最后利用人工魚群算法對所提出的模型進行求解。仿真結果表明，所提算法可以提高電力無線專網小區的終端接入量和吞吐量，保證了電網接入終端的服務質量。但是此資源分配方法沒有將HARQ重傳機制與資源預留技術相結合，無法保證服務的時延要求及異常數據緊急傳輸的可靠性。

中興通訊股份有限公司羅薇等人發明了一種資源分配方法及裝置、資源預留方法及裝置(公開號：CN108632779A)，方法包括：終端接收來自網絡側的配置信息；終端發送控制指示信息；其中，所述控制指示信息至少包括如下之一：資源占用指示信息、資源預留指示信息；所述資源占用指示信息用于指示終端在沒有數據需要發送時的預留資源；所述資源預留指示信息用于指示終端在沒有數據需要發送時的預留資源。該專利能夠使得終端在發生突發事件時及時選擇到合適的資源，也能避免在發生突發事件時因資源碰撞而不斷重傳糾正的問題。但是此方法沒有考慮傳輸的調制編碼方式和HARQ重傳機制，無法最小化系統的資源消耗。

發明內容