适用于电力无线专网的共享信道资源调度分配方法及系统与流程

本发明是关于无线通信技术领域，特别是关于一种适用于电力无线专网的共享信道资源调度分配方法及系统。

背景技术：

电力系统在230m频段获得了共计约7m的频率资源使用权，分为两段：223-226mhz和229-233mhz，单个工作频点25khz，合计278个工作频点，双工方式为tdd(时分双工)，终端的最大发射功率为30dbm。国家电网提出的230无线专网通信系统是在4g的ofdm通信传输技术的基础上特殊定制的，为符合230m频段频率资源的使用规定，对物理层的资源映射、帧结构、传输块等进行了重新设计，规定一个25khz的工作频点对应一个子带，子载波宽度为2khz(国网lte-g技术标准定义)或者3.75khz(国网iot-g技术标准定义)，相应地一个子带有11个或者6个子载波，上下行的多址方式与4g系统完全一致，且大部分沿用了4g协议栈中媒体介质控制层以上的技术实现。

由于单个子带的频域宽度只有25khz，传输能力非常有限，为提升最大传输速率的技术指标，捆绑使用多个子带，但与4g系统规定的mac层载波聚合方式有所不同，230无线专网通信系统在物理层实现了多个子带的聚合传输，以支持电力宽带业务的接入。

发明人在实现本发明的过程中发现电力专网技术的最大制约在于工作频点不连续分布、工作带宽窄，对于传输速率要求高的终端，基站和终端需要捆绑使用多个子带，且系统的最大子带数量是278个，给共享传输资源的调度和传输单元的多层映射带来极大的复杂度。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种适用于电力无线专网的共享信道资源调度分配方法及系统，其能够大大降低共享传输资源的整个协议栈软件实现的复杂度。

为实现上述目的，本发明提供了一种适用于电力无线专网的共享信道资源调度分配方法，其用于230m电力无线专网的信道资源调度分配过程，所述230m电力无线专网的频域资源中包括多个子带。所述适用于电力无线专网的共享信道资源调度分配方法包括：基站将所有所述子带划分为多个频域资源池，其中，一个所述频域资源池的频域资源用于分配给一种业务类型的终端使用；所述基站接收所述终端上报的资源分配单元，其中，所述资源分配单元的大小为以所述子带为单位的正整数，不同大小的所述资源分配单元对应不同的所述频域资源池；所述基站根据所述资源分配单元，将所述终端标记到相应的所述频域资源池；所述基站采用与所述终端的业务类型相匹配的调度算法，向所述终端分配所标记的所述频域资源池中的频域资源。

在一优选的实施方式中，所述基站将所有所述子带划分为多个频域资源池包括：所述基站确定所述230m电力无线专网覆盖范围内的各种业务类型的业务量占比情况；所述基站根据所述各种业务类型的业务量占比情况将所述子带按相应比例划分为多个频域资源池。

在一优选的实施方式中，所述资源分配单元的大小是所述终端根据其承载业务的传输需求特性以及基站和终端之间的通信协议来确定的。

在一优选的实施方式中，所述适用于电力无线专网的共享信道资源调度分配方法还包括：所述基站对各个所述频域资源池的大小进行优化调整。

在一优选的实施方式中，所述调度算法包括最大载干比算法、比例公平算法以及轮询算法。

本发明还提供了一种适用于电力无线专网的共享信道资源调度分配系统，其用于230m电力无线专网的信道资源调度分配，所述230m电力无线专网的频域资源中包括多个子带，所述适用于电力无线专网的共享信道资源调度分配系统设置在基站侧，其包括：频域资源池划分模块、接收模块、频域资源池标记模块、频域资源分配模块。频域资源池划分模块用于将所有所述子带划分为多个频域资源池，其中，一个所述频域资源池的频域资源用于分配给一种业务类型的终端使用。接收模块用于接收所述终端上报的资源分配单元，其中，所述资源分配单元的大小为以所述子带为单位的正整数，不同大小的所述资源分配单元对应不同的所述频域资源池。频域资源池标记模块与所述频域资源池划分模块以及所述接收模块相耦合，用于将所述终端标记到所述资源分配单元相对应的所述频域资源池。频域资源分配模块与所述频域资源池标记模块相耦合，用于采用与所述终端的业务类型相匹配的调度算法，向所述终端分配所标记的所述频域资源池中的频域资源。

在一优选的实施方式中，所述频域资源池划分模块包括：业务量占比情况确定模块和按比例划分模块。业务量占比情况确定模块用于确定所述230m电力无线专网覆盖范围内的各种业务类型的业务量占比情况；按比例划分模块与所述业务量占比情况确定模块相耦合，用于根据所述各种业务类型的业务量占比情况将所述子带按相应比例划分为多个频域资源池。

在一优选的实施方式中，所述资源分配单元的大小是所述终端根据其承载业务的传输需求特性以及基站和终端之间的通信协议来确定的。

在一优选的实施方式中，所述适用于电力无线专网的共享信道资源调度分配系统还包括：调整模块，其用于对各个所述频域资源池的大小进行优化调整。

在一优选的实施方式中，所述调度算法包括最大载干比算法、比例公平算法以及轮询算法。

与现有技术相比，根据本发明的适用于电力无线专网的共享信道资源调度分配方法及系统以相对固定的频域分配单元来共享信道的资源分配，可以简化协议栈实现中mac层和物理层之间传输块大小的映射和harq重传的工程实现，也减少了调度算法实现的处理分支，大大降低整个协议栈软件实现的复杂度。而且通过设置频域资源池机制，不同业务使用不同的频域资源池的资源，实现了不同业务的隔离，资源利用率高，也可以有效保证业务的传输质量。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的适用于电力无线专网的共享信道资源调度分配方法的流程示意图；

图2是根据本发明一实施方式的基站处理示意图；

图3是根据本发明一实施方式的适用于电力无线专网的共享信道资源调度分配系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

为了解决230m无线专网数据传输过程中共享传输资源的调度和传输单元的多层映射的复杂度，发明人还进行了如下思考：从共享信道资源调度来说，传统的算法有：轮询式、最大载干比、比例公平算法等，这些算法的特性是不区分终端的业务类型，且承载的业务之间的优先级差异不大，适用于公众移动通信网络的上网类数据业务的传输。

为电力业务解决接入通信的终端类型是固定的几类，比如：支持语音和视频的宽度业务终端，支持数据采集类应用的终端等等，而且，电力通信终端承载的业务类型基本上是固定的，作为某类电力设施的通信终端使用后，很少有变化。

电力通信终端承载的不同业务对传输特性要求差异挺大，比如：支持视频的业务终端需要聚合至少40个子带来传输，将最大传输速率提升到mbps的水平；作为数据传输单元(dtu)使用的终端需要聚合16个子带来传输，达到数百kbps的水平。

电力专网服务于各类电力业务的通信，不同电力业务的重要程度相差很大，重要程度最高的是输电线路调控，其次是配电自动化的业务，这些业务都要进行设备的遥控作业，实时性要求很高，实时性要求最低的是数据采集类的业务，仅对传输速率有适中的要求。在大部分网络部署场景下，这些不同类型的业务终端都在一个基站上传输，资源调度算法需要利用终端使用上的特点进行资源分配算法的定制化开发。

基于上述思考，本发明提出了一种适用于电力无线专网的共享信道资源调度分配方法及系统，其能够大大降低共享传输资源的整个协议栈软件实现的复杂度。其原理是在基站侧规定多个频域资源池，每个频域资源池服务于一个业务类型的业务传输，频域资源池的大小可以半静态地调整；在基站和终端之间约定若干个以子带为单位的频域分配单元，终端和基站之间传输占用的频域资源是频域分配单元的整数倍；支持同一业务类型的终端在对应的资源池内通过调度共享传输资源。

图1是根据本发明一实施方式的适用于电力无线专网的共享信道资源调度分配方法。该适用于电力无线专网的共享信道资源调度分配方法用于230m电力无线专网的信道资源调度分配过程。

在一实施方式中，适用于电力无线专网的共享信道资源调度分配方法包括步骤s1～步骤s4。

在步骤s1中，基站将所有子带划分为多个频域资源池。其中，一个频域资源池的频域资源用于分配给一种业务类型的终端使用。业务类型例如语音业务、视频业务、电力采集类业务、输配电业务等。

具体地，基站将所有子带划分为多个频域资源池包括：基站确定230m电力无线专网覆盖范围内的各种业务类型的业务量占比情况。基站根据各种业务类型的业务量占比情况将子带按相应比例划分为多个频域资源池。即一种业务类型的业务量较多，则相应的频域资源池更大，从而可以分配给该业务类型的业务更多的频域资源使用，这样可以增加频域资源利用率。

在步骤s2中，基站接收终端上报的资源分配单元。其中，资源分配单元的大小为以子带为单位的正整数，不同大小的资源分配单元对应不同的频域资源池。具体地，资源分配单元的大小是终端根据其承载业务的传输需求特性(例如最大传输速率、时延、抖动等特性)以及基站和终端之间的通信协议来确定的。一般来说，最大传输速率要求越大，资源分配单元的数值越大。

通过设置相对固定的资源分配单元，可以简化调度实现以及mac层的处理。举个例子说明：总的子带个数为100，传统的基站每次调度分配给终端的子带个数可以1-100中间的任意一个，灵活，但是处理起来比较麻烦。如果固定频域粒度是5，那么基站每次调度分配给终端的子带个数就只能是5、10、20……95、100，共20个可能值了。

在步骤s3中，基站根据资源分配单元，将终端标记到相应的频域资源池。

在步骤s4中，基站采用与终端的业务类型相匹配的调度算法，向终端分配所标记的频域资源池中的频域资源。

在这个阶段，接入基站的、被标记到一个频域资源池的所有终端，通过频域和时域上的调度以共享的方式使用本频域资源池内的频域资源，终端每次传输被分配的频域资源的实际大小为终端上报的资源分配单元的整数倍。

各资源池的资源分配选用与业务特性相匹配的调度算法。例如：采集类的业务，可以选用最大载干比或比例公平算法；输配电业务最好采用轮询式的调度。

为了更清楚地说明，基站处理示意图如图2所示。标记到一个频域资源池的终端不允许使用其他频域资源池的频域资源，以实现频域资源上的业务隔离，以保证重要业务的传输质量。图2所示，基站侧设置了n个频域资源池，终端0、终端3以及终端5的业务类型相同，共享1号频域资源池中的资源，终端2与终端4的业务类型相同，共享2号频域资源池中的资源。终端1、终端6以及终端9的业务类型相同，共享n号频域资源池中的资源。向基站发起接入的终端x，在接入成功后，会根据上报的资源分配单元分配到相对应的频域资源池。标记到一个资源池的终端不允许使用其他资源池的频域资源，以实现频域资源上的业务隔离，以保证重要业务的传输质量。

在一实施方式中，适用于电力无线专网的共享信道资源调度分配方法还包括：基站对各个频域资源池的大小进行优化调整。在一实施方式中，频域资源池的调整是通过手动方式进行，即将所述频域资源池的大小作为基站网络优化的参数，由运维人员根据网络部署和各个业务类型终端接入的统计情况进行优化调整。在一实施方式中，频域资源池的调整是通过自动方式进行，即基站根据对资源分配、使用和监测的数据统计情况，按规则触发对资源池大小的调整。如此有助于进一步提高资源利用率。

基于同样的发明构思，本发明还提供了一种适用于电力无线专网的共享信道资源调度分配系统。图3是一实施方式的适用于电力无线专网的共享信道资源调度分配系统，设置在基站侧，其用于230m电力无线专网的信道资源调度分配，该适用于电力无线专网的共享信道资源调度分配系统其包括：频域资源池划分模块10、接收模块11、频域资源池标记模块12、频域资源分配模块13。

频域资源池划分模块10用于将所有子带划分为多个频域资源池，其中，一个频域资源池的频域资源用于分配给一种业务类型的终端使用。

接收模块11用于接收终端上报的资源分配单元。其中，资源分配单元的大小为以子带为单位的正整数，不同大小的资源分配单元对应不同的频域资源池。

频域资源池标记模块12与频域资源池划分模块10以及接收模块11相耦合，其用于将终端标记到资源分配单元相对应的频域资源池。

频域资源分配模块13与频域资源池标记模块12相耦合，其用于采用与终端的业务类型相匹配的调度算法，向终端分配所标记的频域资源池中的频域资源。调度算法包括最大载干比算法、比例公平算法以及轮询算法。

在一实施方式中，频域资源池划分模块10包括：业务量占比情况确定模块10a和按比例划分模块10b。

业务量占比情况确定模块10a用于确定230m电力无线专网覆盖范围内的各种业务类型的业务量占比情况。按比例划分模块10b，与业务量占比情况确定模块相耦合，用于根据各种业务类型的业务量占比情况将子带按相应比例划分为多个频域资源池。

在一实施方式中，资源分配单元的大小是终端根据其承载业务的传输需求特性以及基站和终端之间的通信协议来确定的。

在一实施方式中，适用于电力无线专网的共享信道资源调度分配系统还包括：调整模块，其用于对各个频域资源池的大小进行优化调整。

综上所述，根据本实施方式的适用于电力无线专网的共享信道资源调度分配方法及系统以相对固定的频域分配单元来共享信道的资源分配，可以简化协议栈实现中mac层和物理层之间传输块大小的映射和harq重传的工程实现，也减少了调度算法实现的处理分支，大大降低整个协议栈软件实现的复杂度。而且通过设置频域资源池机制，不同业务使用不同的频域资源池的资源，实现了不同业务的隔离，比通过基站基硬件处理板卡做业务隔离更灵活，资源利用率高，也可以有效保证业务的传输质量。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。