一种面向智能电网的lte随机接入方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电力系统通信技术领域，具体设及一种面向智能电网的LTE随机接入 方法。
【背景技术】
[0002] 随机接入是移动通信中用户设备通过主辅同步序列映射完成下行同步后与网络 进行通信的首要步骤。在LTE系统中，终端(UE)与基站（eNodeB)通信之前先要进行下行同 步，在此基础上进一步完成上行同步，即随机接入。随机接入过程是保证通信建立的决定性 环节，也是影响用户体验及系统性能的关键因素，因此有必要对LTE系统的随机接入过程进 行详细分析。
[0003] 而电力信息感知采集具有采集范围广、业务类型多、信息采集点多等特点，面对有 限的接入资源和海量终端的随机接入需求之间的矛盾，如何解决海量业务的接入问题，是 进行业务数据传输的先决条件，也是电力行业应用LTE网络技术需要解决的问题。现有电力 公司也建设了4G小规模试验网络，但规模较小，接入节点不多，还没有面临海量接入的问 题，但是未来，随着智能电网发展的不断深入和网络规模的不断扩大，覆盖面越来越广，必 然要面临海量终端接入的需求。
[0004] 信息通信技术是实现电网智能化、互动化和大电网运行控制的重要基础。LTE技术 具有带宽灵活配置、峰值速率更高、时延更小、安全性更高等优点，在全球范围内得到了广 泛应用。在LTE系统中，随机接入过程可分为基于竞争的随机接入和基于非竞争的随机接入 过程。竞争随机接入是指接入资源由肥自行随机获取，非竞争随机接入是指UE的接入资源 由eNodeB分配。
[0005] 二者的本质区别在于发起随机接入前UE是否收到来自网络分配的专用随机接入 资源。基于竞争的随机接入过程是UE根据小区系统消息中广播的随机接入参数随机选择接 入资源发起的。因此不同的肥可能选择到相同的随机接入资源，运样就会发送碰撞，导致此 次的随机接入失败。
[0006] 基于非竞争的随机接入过程只用于已经与网络建立了连接但是需要与网络重新 进行上行同步的UE，可能是同步到其他小区（切换）或重新同步到当前小区（上行失步），此 时网络可W通过RRC连接重配置消息或PDCCH命令（Physical Downlink Conhol Qiannel order)为肥配置专用随机接入资源，从而避免该UE与其他UE选择相同的资源而发生冲突， 提高了随机接入的成功率。
【发明内容】
[0007] 有鉴于此，本发明提供的一种面向智能电网的LTE随机接入方法，该方法有效地提 高了智能电网系统的可靠性、处理效率及可扩展性，解决了有限的接入资源和海量终端的 随机接入需求之间的矛盾问题，进而保证了通信建立、用户体验及系统性能。
[000引本发明的目的是通过W下技术方案实现的：
[0009] -种面向智能电网的LTE随机接入方法，所述方法在电力LTE网络不同应用阶段中 根据前导序列分配策略实现随机接入，包括竞争的随机接入和非竞争的随机接入，所述基 于竞争的随机接入方法为基于电力业务分组的功率优先级的随机接入方法;所述方法包 括：
[0010] 用户终端高层请求触发物理层随机接入过程；
[0011] 用户终端基于不同电力业务优先级计算随机接入信道的发射功率Prt;
[0012] 用户终端根据计算的发射功率，选择前导随机序列，在用户终端高层指定的随机 接入信道资源中发射单个前导序列；
[0013] 基站接收上行消息，并返回响应信息至所述用户终端。
[0014] 优选的，所述随机接入信道的发射功率Prt的确定模型为：
[001 引也=&+5+(N4)*(2'-m 叩卿)+公一口('，巧-2'-…巧邮
[0016] 其中，Pir为前导序列初始发射功率，且Pir在每次随机接入过程触发前，通过系统 消息进行更新；e为基于前导格式的偏移量，且0在每次随机接入过程触发前，通过高层配 置进行更新;N为前导序列传输计数器，且N在随机接入过程触发时设置为1，前导序列每传 输一次，N加 1 ; Pstep为功率抬升步长，且Pstep在每次随机接入过程触发前，通过高层配置进行 更新;M为电力业务属性，i为业务属性之一，优先级越高的业务属性的M值越大，否则M值越 小;Q(i)为同一业务属性下的不同具体业务的种类，j为具体业务之一。
[0017] 优选的，所述用户终端包括高优先级的业务终端及低优先级的业务终端，且所述 高优先级的业务终端功率抬升步长高于所述低优先级的业务终端功率抬升步长；
[0018] 不同业务终端的功率抬升步长呈指数分布。
[0019] 优选的，所述前导序列分配策略包括序列动态分配策略及序列预留分配策略；
[0020] 优选的，所述序列动态分配策略中随机接入前导序列均为基于竞争的随机接入前 导序列且均由基站进行管理；
[0021] 优选的，所述序列预留分配策略中将随机接入前导序列划分为基于竞争的随机接 入前导序列及基于非竞争的随机接入前导序列；
[0022] 在基站的指导下，在所述基于竞争的随机接入前导序列无法满足接入需求时，部 分业务终端可使用所述基于非竞争的随机接入前导序列；
[0023] 在出现非竞争接入需求时，所述部分业务终端退出使用所述基于非竞争的随机接 入前导序列。
[0024] 优选的，所述电力LTE网络不同应用阶段包括租用LTE公网、租用LTE公网和LTE试 验专网的混合组网及自建LTE专网。
[0025] 优选的，所述租用LTE公网采用动态划分前导序列分组的方式进行管理；当电力业 务随机接入与公网用户随机接入产生竞争冲突时，优先满足公网用户随机接入需求。
[00%] 优选的，所述租用LTE公网和LTE试验专网的混合组网将突发类业务的接入控制在 LTE试验专网中，并对LTE试验专网拥有的前导序列进行分组，预留给予非竞争的随机前导 序列；
[0027]所述租用LTE公网和LTE试验专网将对采集周期长且非突发的业务放在所述租用 LTE公网中参与竞争接入，并采用动态划分前导序列分组的方式进行管理；当电力业务随机 接入与公网用户随机接入产生竞争冲突时，优先满足公网用户随机接入需求。
[0028] 优选的，自建LTE专网采用序列预留分配方式，基于竞争的随机接入采用基于电力 业务分组的功率优先级的随机接入方法，基于非竞争的随机接入采用基站直接分配前导序 列的随机接入方式。
[0029] 从上述的技术方案可W看出，本发明提供了一种面向智能电网的LTE随机接入方 法，用户终端高层请求触发物理层随机接入过程；用户终端基于不同电力业务优先级计算 随机接入信道的发射功率;用户终端根据计算的发射功率，选择前导随机序列，在用户终端 高层指定的随机接入信道资源中发射单个前导序列;基站接收上行消息，并返回响应信息 至用户终端。本发明提出的方法面向智能电网的多业务接入需求，解决了有限的接入资源 和海量终端的随机接入需求之间的矛盾问题，实现不同电力业务的不同优先级接入，进而 保证了电力业务服务质量。
[0030] 与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有W下优异效果：
[0031] 1、本发明所提供的技术方案考虑到了电力丰富业务之间的不同接入优先级需求， 解决了有限的接入资源和海量终端的随机接入需求之间的矛盾问题，实现不同电力业务的 不同优先级接入，也即高优先级的优先接入，进而保证了电力业务服务质量。
[0032] 2、本发明提出了面向电力行业应用的两种前导序列分配策略。分别是序列动态分 配和序列预留分配。序列预留分配保障了非竞争接入的及时性，且不用参与竞争，减少交互 开销，而序列动态分配更加灵活，提高了前导序列的利用率。
[0033] 3、本发明提供的技术方案，应用广泛，具有显著的社会效益和经济效益。
【附图说明】
[0034] 图1是本发明的一种面向智能电网的LTE随机接入方法的流程图；
[0035] 图2是本发明的具体应用例中的前导序列动态分配示意图；
[0036] 图3是本发明的具体应用例中的前导序列预留分配示意图；
[0037] 图4是本发明的具体应用例中的基于竞争的随机接入流程示意图；
[0038] 图5是本发明的具体应用例中的基于非竞争的随机接入流程示意图。
【具体实施方式】
[0039] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实 施例，都属于本发明保护的范围。
[0040] 如图1所示，本发明提供一种面向智能电网的LTE随机接入方法，方法在电力LTE网 络不同应用阶段中根据前导序列分配策略实现随机接入，包括竞争的随机接入和非竞争的 随机接入，基于竞争的随机接入方法为基于电力业务分组的功率优先级的随机接入方法； 包括：
[0041 ]用户终端高层请求触发物理层随机接入过程；
[0042] 用户终端基于不同电力业务优先级计算随机接入信道的发射功率Prt;
[0043