一种电力系统高速率覆盖网络的资源调度系统的制作方法

本发明涉及电力系统高速率通信调度领域，特别涉及一种电力系统高速率覆盖网络的资源调度系统。

背景技术：

随着社会信息化的推进，万物互联、信息即时互享的需求在各行各业蔓延开来，以电力系统为例，存在各类传感数据采集回传、高清视频监控回传、可视化调度管理通信、视频会议通信、远程作业协助通信、办公互享通信、资料搜集通信、机器人互联通信等诸多应用需求，相关应用需求存在融合并发特性，由此要求覆盖网络提供更高速率的接入能力，以满足融合通信下高带宽的应用需求。

显然，要提供高速率服务能力的覆盖网络，如何有效并充分的利用好频谱资源，则是最为关键的一环，然而，现有技术对于频谱资源的管理主要采用静态分配或者半静态分配(上电初始化时进行动态选择，而后频谱资源一直保持不变，直到下次上电初始化才可能改变)的方法完成，由此导致无法实时根据周边环境，选择最优的频谱资源进行通信，最终导致覆盖系统速率上不去。因此，提出一种能适配周边环境，实时选择最优频谱进行通信的频谱资源调度系统，则是业界有待解决的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种电力系统高速率覆盖网络的资源调度系统，本发明通过打破基带载波能力限制，基于无线电认知技术，实时在射频最大能力工作带宽范围选择最优射频载波资源承载基带载波数据，从而提升传输速率，满足电力系统融合网络高吞吐的应用需求，实现电力系统多维融合通信的目标。

本发明解决现有技术存在的问题所采用的技术方案是：

本发明提供了一种电力系统高速率覆盖网络的资源调度系统，包括：配置模块、广播模块、测量模块、调度模块，各模块的功能如下：

配置模块：该模块负责配置基带载波数、射频载波数及射频载波配置信息，并把所述载波配置信息输出给广播模块、测量模块、调度模块；

广播模块：该模块负责广播本基站所涉及的载波配置信息；

测量模块：该模块负责获取终端侧及基站侧在各个载波上的质量值，并计算综合质量值，输出给调度模块；

调度模块：该模块基于频谱最优原则，实现基带载波往射频载波的最优映射，保证传输的有效性；

所述配置模块、广播模块、测量模块、调度模块相互配合进行资源调度的方法步骤为：

步骤1：配置模块配置调度模块基带载波数p，并根据射频工作带宽及载波带宽，确定射频载波数量k及射频载波配置，并把载波配置信息发送给测量模块，同时通过广播模块把所述载波配置信息发送给驻留于本基站下的终端；

步骤2：测量模块根据测量结果，产生各tti上各终端在各射频载波的质量系数qt,m,n，所述tti为传输间隔；

步骤3：调度模块根据调度算法确定当前tti所调度的终端集a；

步骤4：调度模块根据qt,m,n，把终端集a调度到p个射频载波资源进行数据传输。

优选地，所述步骤1中，所述确定射频载波数量k及射频载波配置的方法为：

步骤1.1、从数据库读取信息，确定载波组组数g及每组载波在射频工作带宽内的频率偏移值freqoffset_g，g取值1、...、g；

步骤1.2、选取未完成配置的一个载波组j，完成射频载波数量k及射频载波配置：在射频工作带宽内，以freqoffset_j为起点，以载波带宽为步进，截取不超过射频工作带宽最大频率的最大射频载波个数作为该载波组的载波数量k，并确定该载波组中各射频载波的配置信息，所述配置信息至少包括起始频点及带宽信息；

步骤1.3、判定是否所有载波组已经完成配置，如果是，则结束，如果否，则跳转到步骤1.2。

优选地，所述步骤2中，所述qt,m,n由测量模块根据终端m测量射频载波n在t时刻之前若干个tti的下行质量值和基站测量射频载波n在t时刻之前若干个tti的上行质量值加权得到。

优选地，所述步骤3中，所述调度算法包括qos服务等级调度、rr轮询调度、pf比例平均调度算法中的任一一种或几种的组合。

优选地，所述步骤3中，所述调度的终端集a，为调度模块所管理的所有载波下，当前tti总共调度的终端总和。

优选地，所述步骤4中，把终端集a调度到p个射频载波资源进行数据传输的做法为：

步骤4.1、选取其中一个还没进行传输效率评估的载波组s；

步骤4.2、对应该载波分组中的各个载波，依据质量系数从高到低对终端进行排序得到各载波的终端质量系数列表；

步骤4.3、依次为终端集a中每一个终端选择质量系数最高的载波；

步骤4.4、将本载波组内各载波的终端质量系数列表中的质量系数相加得到质量系数之和c_sumquality，选取c_sumquality最高的p个载波；

步骤4.5、把终端集a中各个终端按照质量最优匹配原则，分配到步骤4.4所确定的p个载波去，当某个载波所分配的终端数超过预设数量，则不再分配给该载波，并把终端a在p各载波下的质量系数相加得到所述载波组的综合质量值quality_g；

步骤4.6、判定是否所有载波组已完成传输效率评估，如果是，则跳转到步骤4.7.如果否，则跳转到步骤4.1；

步骤4.7、选取quality_g中取值最大的载波组，根据该载波组quality_g所对应终端集a所分配的p个载波及每个载波上所分配的终端作为调度结果，以此完成终端的载波调度运算。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果：

通过本发明，打破基带载波能力限制，基于无线电认知技术，实时在射频最大能力工作带宽范围选择最优射频载波资源承载基带载波数据，从而提升传输速率，满足电力系统融合网络高吞吐的应用需求，实现电力系统多维融合通信的目标。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的方法流程图，

图2为本发明的系统结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和有益效果更加清楚，下面对本发明的实施方式做进一步的详细解释。

如图1和图2所示，本发明提供了一种电力系统高速率覆盖网络的资源调度系统，包括：配置模块、广播模块、测量模块、调度模块，各模块的功能如下：

配置模块：该模块负责配置基带载波数、射频载波数及射频载波配置信息，并把所述载波配置信息输出给广播模块、测量模块、调度模块；

广播模块：该模块负责广播本基站所涉及的载波配置信息；

测量模块：该模块负责获取终端侧及基站侧在各个载波上的质量值，并计算综合质量值，输出给调度模块；

调度模块：该模块基于频谱最优原则，实现基带载波往射频载波的最优映射，保证传输的有效性；

所述配置模块、广播模块、测量模块、调度模块相互配合进行资源调度的方法步骤为：

步骤1：配置模块配置调度模块基带载波数p，并根据射频工作带宽及载波带宽，确定射频载波数量k及射频载波配置，并把载波配置信息发送给测量模块，同时通过广播模块把所述载波配置信息发送给驻留于本基站下的终端；

步骤2：测量模块根据测量结果，产生各tti上各终端在各射频载波的质量系数qt,m,n，所述tti为传输间隔；

步骤3：调度模块根据调度算法确定当前tti所调度的终端集a；

步骤4：调度模块根据qt,m,n，把终端集a调度到p个射频载波资源进行数据传输。

本发明还提供一种电力系统高速率覆盖网络的资源调度方法，所述方法的步骤和所述步骤1-步骤4一致。

所述步骤1中基带载波数描述的是基带的处理能力。

优选地，所述步骤1中，所述确定射频载波数量k及射频载波配置的方法为：

步骤1.1、从数据库读取信息，确定载波组组数g及每组载波在射频工作带宽内的频率偏移值freqoffset_g，g取值1、...、g；

步骤1.2、选取未完成配置的一个载波组j，完成射频载波数量k及射频载波配置：在射频工作带宽内，以freqoffset_j为起点，以载波带宽为步进，截取不超过射频工作带宽最大频率的最大射频载波个数作为该载波组的载波数量k，并确定该载波组中各射频载波的配置信息，所述配置信息至少包括起始频点及带宽信息；例如，射频工作带宽是500mhz，当前载波组频率偏移是50mhz，载波带宽是100mhz，则50mhz-150mhz为该载波组的第一个射频载波、150mhz-250mhz为该载波组的第二个射频载波、250mhz-350mhz为该载波组的第三个射频载波、350mhz-450mhz为该载波组的第四个射频载波，由于450mhz加100mhz带宽已经超过射频工作带宽最大频率500mhz了，因此，本载波组只能划分得到四个射频载波。

步骤1.3、判定是否所有载波组已经完成配置，如果是，则结束，如果否，则跳转到步骤1.2。

所述载波组描述的是射频端工作频段内，基于一个固定的频率偏移后所支持的载波总数。

所述步骤2中，所述qt,m,n由测量模块根据终端m测量射频载波n在t时刻之前若干个tti的下行质量值和基站测量射频载波n在t时刻之前若干个tti的上行质量值加权得到。

信号质量的判断通过rsrp、sinr、rssi、rsrq等多种方式综合判断，此处不做限制，所述rsrp为参考信号接收功率，所述sinr为信号与干扰加噪声比，所述rssi为信号接收强度指示，所述rsrq为参考信号接收质量。

所述下行质量值为q1，上行质量值为q2，所述qt,m,n等于q1*p1+q2*p2，p1和p2为加权比例。

所述步骤3中，所述调度算法包括qos服务等级调度、rr轮询调度、pf比例平均调度算法中的任一一种或几种的组合。

所述qos服务等级调度通过控制不同类型的分组对链路宽带的使用，使不同的数据流得到不同等级的服务。所述rr轮询调度的基本思想就是认为所有终端的调度优先级都是相等的，所有终端周期性地被调度，保证每个终端户被调度概率相同。所述pf比例平均调度算法的思路是尽量满足信道质量较好的终端的高速数据业务需求的同时，也兼顾信道质量状况不好的终端的使用体验。该算法的基本思想是在选择终端时考虑瞬时速率和长期平均速率的比值，同时利用权重值对不同终端进行调整，达到同时兼顾系统性能和用户体验的目的。

所述步骤3中，所述调度的终端集a，为调度模块所管理的所有载波下，当前tti总共调度的终端总和。

所述步骤4中，把终端集a调度到p个射频载波资源进行数据传输的做法为：

步骤4.1、选取其中一个还没进行传输效率评估的载波组s；

步骤4.2、对应该载波分组中的各个载波，依据质量系数从高到低对终端进行排序得到各载波的终端质量系数列表；

步骤4.3、依次为终端集a中每一个终端选择质量系数最高的载波；

步骤4.4、将本载波组内各载波的终端质量系数列表中的质量系数相加得到质量系数之和c_sumquality，选取c_sumquality最高的p个载波；

步骤4.5、把终端集a中各个终端按照质量最优匹配原则，分配到步骤4.4所确定的p个载波去，当某个载波所分配的终端数超过预设数量，则不再分配给该载波，并把终端a在p各载波下的质量系数相加得到所述载波组的综合质量值quality_g；

步骤4.6、判定是否所有载波组已完成传输效率评估，如果是，则跳转到步骤4.7.如果否，则跳转到步骤4.1；

步骤4.7、选取quality_g中取值最大的载波组，根据该载波组quality_g所对应终端集a所分配的p个载波及每个载波上所分配的终端作为调度结果，以此完成终端的载波调度运算。

下面用具体的实施例来描述一种电力系统高速率覆盖网络的资源调度系统的具体实施方式：

实施例：本实施例中基带载波数p取值为2，射频工作带宽为2000mhz-2500mhz，载波带宽为100mhz，载波组组数g等于2，其中第1组载波在射频工作带宽内的频率偏移值freqoffset_1等于0mhz；第2组载波在射频工作带宽内的频率偏移值freqoffset_2等于50mhz，因此，根据步骤1.1至步骤1.3，可以得到：

对于载波组1，包括五个载波，即载波组1中第一个载波(对应表1中g1_c1)起始频点为2000mhz、带宽为100mhz，第二个载波起始频点为2100mhz、带宽为100mhz(对应表1中g1_c2)，第三个载波起始频点为2200mhz、带宽为100mhz(对应表1中g1_c3)，第四个载波起始频点为2300mhz、带宽为100mhz(对应表1中g1_c4)，第五个载波起始频点为2400mhz、带宽为100mhz(对应表1中g1_c5)；

对于载波组2，由于freqoffset_2等于50mhz，因此，从2050mhz开始取载波，由于载波带宽为100mhz，因此取得的最大载波数为四个(因为第五个载波已经超过最高频率2500mhz取值)，即载波组2包括四个载波，即载波组2中第一个载波(对应表1中g2_c1)起始频点为2050mhz、带宽为100mhz，第二个载波起始频点为2150mhz、带宽为100mhz(对应表1中g2_c2)，第三个载波起始频点为2250mhz、带宽为100mhz(对应表1中g2_c3)，第四个载波起始频点为2350mhz、带宽为100mhz(对应表1中g2_c4)。

假如当前tti，测量模块根据上下行测量结果得到各终端在各个载波下的质量值如表1中qt,m,n列所示，本实施例中，调度算法采用qos，每tti每载波调度三个终端，即两个载波当前tti总共调度的终端数为六个，假定当前tti调度到的六个终端(对应终端集a)为：终端1、终端2、终端3、终端4、终端5、终端6；

接着，根据步骤4.1-步骤4.7完成终端的调度：

以载波组1为例，首先，对该载波分组中各个载波内，依据质量系数从高到低对终端进行排序得到各载波的终端质量系数列表，得到表1中qt,m,n列的结果；而后，依次为终端集a中每一个终端选择质量系数最高的载波，得到表1中“为终端集a中每一个终端选择质量系数最高的载波”列的结果；然后，从本载波组内选取载波内质量系数之和c_sumquality最高的p个载波，如表1中c_sumquality列为回收背景框部分，即g1_c1、g1_c3这两个载波；接着，把终端集a中各个终端按照质量最优匹配原则，分配到p个载波去，其中，在完成终端1、终端2、终端3的载波分配后，进行终端4的载波分配时，虽然载波g1_c1上终端4的质量较载波g1_c3佳，但是由一个载波最多只能调度3个终端，因此，终端4只能分配到载波g1_c3，依次类推，完成终端5、终端6的载波分配，分配结果详见表1中“终端集a中各个终端按照质量最优匹配原则，分配到p个载波去”列；紧接着，计算各个终端所在载波的质量值总和，得到载波组1的综合质量值quality_1，取值为127；

载波2的运算过程同载波1，运算过程相关数据如表1所示，最终得到载波组2的综合质量值quality_2，取值为148；

最后，比较quality_2与quality_1的大小，由于quality_2大于quality_1，因此，采用载波组2中终端集a所分配到的两个载波(即g2_c1、g2_c2)作为调度结果，即当前tti终端1、终端2、终端3调度到载波g2_c1，终端4、终端5、终端6调度到载波g2_c2。从本实施例可以看到，采用本发明的做法后，可以实时选择最优频谱进行数据传输，有效提升传输速率。相比于现有技术的做法，假如上电初始化后，根据初始频点自优化后，基站选择g2_c3、g2_c4作为工作载波，随着时间推移，周边干扰环境发生变化，以表1所示tti为例，则此时g2_c3、g2_c4中，按照最优适配原则，终端1、终端2、终端3分配到载波g2_c4，终端4、终端5、终端6分配到载波g2_c3上，则quality_2为：12+12+10+2+2+2等于40，而本发明获得的质量值为148，本发明的较现有技术，速率成倍提升，显然，本发明的做法较现有技术存在显著的优势，可有效满足融合通信高带宽高吞吐的需求。

从上述实施例可以看到，采用本发明的方法，打破基带载波能力限制，基于无线电认知技术，实时在射频最大能力工作带宽范围选择最优射频载波资源承载基带载波数据，从而提升传输速率，满足电力系统融合网络高吞吐的应用需求，实现电力系统多维融合通信的目标。

表1实施例过程数据示意

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。