一種基于電力通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于電力通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，該方法以電力專用頻段作為認知導(dǎo)頻信道進行傳感器節(jié)點和基站之間控制信令的傳輸，通過認知傳感器所在區(qū)域的空閑頻譜實現(xiàn)電力通信業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸。該方法有效地利用了空閑頻譜資源，在不會干擾授權(quán)用戶的前提下，提高了該空閑頻譜的利用率，同時也有效地提高了電力通信系統(tǒng)的工作效率。
【專利說明】一種基于電力通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，尤其指一種利用電力窄帶通信系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ā?br> 【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線通信業(yè)務(wù)需求的快速增長，可用頻譜資源變得越來越稀缺，美國聯(lián)邦通信委員會(Federal Communication Commission, FCC)的大量研究報告顯示，各國對頻譜的利用情況極不平衡，一些非授權(quán)頻段占用擁擠，而有些授權(quán)頻段其用戶不使用的情況下則頻譜資源經(jīng)?？臻e，造成資源浪費。在需求和技術(shù)的共同推動下，認知無線電技術(shù)應(yīng)運而生，認知無線電系統(tǒng)能夠通過學(xué)習(xí)，不斷感知無線環(huán)境的變化，充分利用空閑的頻率資源，進而提高頻譜利用效率?？臻e頻譜是指某頻帶被分配給主用戶，但是在某些時域、頻域或空域沒有被主用戶利用的頻譜資源。所謂頻譜借用，是指認知用戶通過頻譜感知和周圍環(huán)境的信息獲取，發(fā)現(xiàn)授權(quán)系統(tǒng)中的空閑頻譜，在不對授權(quán)用戶通信造成干擾的前提下，以借用的方式對空閑頻譜進行暫時性的使用。
[0003]目前，在電力行業(yè)中的電力通信專用頻段230MHz頻段主要實現(xiàn)的是電力負荷控制功能。該電力通信專用頻段共有40個子帶，其中最低子帶的頻點為223.525MHz，最高子帶的頻點為231.65MHz。分布區(qū)間為8.15MHz，每個離散的頻點帶寬為25kHz。電力通信系統(tǒng)傳統(tǒng)的單頻點數(shù)傳通道只能提供低速率的數(shù)據(jù)傳輸，而事實上在電力設(shè)備的監(jiān)控和維護方面，對圖像傳送和視頻傳送業(yè)務(wù)有一定的需求，而電力通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率還遠遠低于該要求。這樣導(dǎo)致電力通信系統(tǒng)中，可使用的頻譜資源不多，造成電力通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸緩慢甚至導(dǎo)致電力通信網(wǎng)絡(luò)的癱瘓，也不利于電力通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。同時，隨著我國無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，WIFI無線帶寬接入技術(shù)、LTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和700MHz頻段廣播技術(shù)已經(jīng)成為我國智能網(wǎng)絡(luò)通信的主要技術(shù)，其發(fā)展比較成熟，而這些技術(shù)網(wǎng)絡(luò)卻存在頻譜資源的浪費，用戶在不使用的情況下，導(dǎo)致頻譜資源空閑，使得這些高性能網(wǎng)絡(luò)的利用率很低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對上述存在的問題，提供一種以電力通信系統(tǒng)的基帶作為認知導(dǎo)頻信道，認知所在區(qū)域的空閑頻譜并用其傳輸電力通信業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的方法，本發(fā)明有效地利用了空閑頻譜資源，提高了電力通信系統(tǒng)的工作效率，同時也不會對其他用戶造成干擾。
[0005]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案:
[0006]一種基于電力通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，通過利用電力通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送頻譜作為認知導(dǎo)頻信道，傳感器節(jié)點與基站之間通過該認知導(dǎo)頻信道相互傳輸控制信令，其工作過程包括:
[0007](I)位于電力通信系統(tǒng)中的感應(yīng)器節(jié)點通過所述的認知導(dǎo)頻信道向基站發(fā)送請求，請求基站檢測其所在區(qū)域內(nèi)的空閑頻譜資源；[0008](2)上述所述的基站根據(jù)接收到的請求信息，查找認知導(dǎo)頻信道數(shù)據(jù)庫，獲取所述傳感器節(jié)點所在區(qū)域內(nèi)空閑頻譜信息；
[0009](3)上述基站將獲取的空閑頻譜信息和通信模塊控制信令通過所述認知導(dǎo)頻信道反饋給所述傳感器節(jié)點；
[0010](4)所述傳感器節(jié)點根據(jù)步驟(3)中接收到的反饋信息，選擇通信模塊完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸，同時所述傳感器節(jié)點將繼續(xù)為下一次業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸監(jiān)聽認知導(dǎo)頻信道，獲取空閑頻譜。
[0011]作為優(yōu)選，所述認知導(dǎo)頻信道包括上行信道和下行信道，分別用于傳輸以上步驟中所述的請求信息和反饋信息，這樣上行信道和下行信道分開執(zhí)行不同的傳輸任務(wù)，能有效避免信息碰撞和干擾。
[0012]作為優(yōu)選，以上所述傳感器節(jié)點包括信令控制模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊，其中，信令控制模塊負責(zé)認知導(dǎo)頻信道信令控制，數(shù)據(jù)傳輸模塊負責(zé)通信模塊選擇和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸。
[0013]作為優(yōu)選，以上所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括LTE通信模塊、WIFI通信模塊和700MHz廣播電視頻段通信模塊。
[0014]作為優(yōu)選，上述步驟(4)中，所述傳感器節(jié)點選擇通信模塊的過程為:傳感器接收到所述的反饋信息后，先檢測當(dāng)前通信模塊的通信狀況來判斷是否需要切換通信模塊，若該通信模塊的通信狀況良好，通信質(zhì)量較高，則不切換通信模塊；否則，所述傳感器節(jié)點根據(jù)反饋信息中包含的空閑頻譜信息切換通信模塊，且如果反饋信息中提供的通信模塊的通信質(zhì)量不高，傳感器節(jié)點會繼續(xù)進行監(jiān)聽和選擇。
[0015]作為優(yōu)選，以上所述認知導(dǎo)頻信道數(shù)據(jù)庫隨時通過頻譜資源管理相關(guān)部門提供的數(shù)據(jù)進行更新，或者通過在所述傳感器節(jié)點上增加空閑頻譜資源感知模塊將其感知到的空閑頻譜資源信息實時地傳輸給基站進行更新，或者通過實地儀器測量獲得傳感器節(jié)點所在區(qū)域的頻譜使用情況等方式進行更新。
[0016]作為優(yōu)選，以上傳感器節(jié)點與基站利用所述空閑頻譜建立連接并傳送完業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)之后，立刻釋放占用的頻譜資源，并且繼續(xù)監(jiān)聽認知導(dǎo)頻信道。
[0017]作為優(yōu)選，所述傳的感器節(jié)點與基站之間為點播方式的認知導(dǎo)頻信道通信方式，即點播方式的CPC。
[0018]作為優(yōu)選，所述電力通信系統(tǒng)中有新增的傳感器節(jié)點時，該新增的傳感器節(jié)點與基站進行上述步驟(I)的通信之前，需先與該基站進行同步，并且同步之后將其識別碼和地理位置信息通過所述認知導(dǎo)頻信道發(fā)送給基站，基站進行數(shù)據(jù)庫的更新。
[0019]作為優(yōu)選，以上所述傳感器節(jié)點的地理位置信息通過定位技術(shù)獲得，每個傳感器節(jié)點的識別碼和地理位置信息是唯一的，這樣能夠保證整個通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
[0020]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
[0021]本發(fā)明利用電力通信專用頻段作為認知導(dǎo)頻信道來傳輸傳感器節(jié)點與基站之間的控制信令，通過感知其他通信網(wǎng)絡(luò)中的空閑頻譜資源，并且利用該空閑資源進行電力通信系統(tǒng)中業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸。該方法不僅有效地利用了空閑的網(wǎng)絡(luò)資源，減少了資源的浪費，而且，在不對授權(quán)用戶通信造成干擾前提下，通過借用其他空閑頻譜資源很大程度上緩解了電力通信系統(tǒng)中，由于電力通信專利頻帶有限而造成電力通信業(yè)務(wù)的繁忙，也提高了電力通信行業(yè)業(yè)務(wù)處理效率。【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明中傳感器節(jié)點與基站之間進行控制信令傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2傳感器節(jié)點的組成示意圖；
[0024]圖3為傳感器節(jié)點與基站之間進行通信的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合實施例及【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本
【發(fā)明內(nèi)容】
所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
[0026]本實施例中，電力無線系統(tǒng)的工作環(huán)境中存在LTE通信網(wǎng)絡(luò)、WIFI通信網(wǎng)絡(luò)和700MHz廣播電視頻段通信網(wǎng)絡(luò)，并且本系統(tǒng)中的傳感器節(jié)點具有頻譜感知模塊，并且本實施例中所述的認知導(dǎo)頻信道為帶外認知導(dǎo)頻信道，在這些前提下，本發(fā)明提供的方法包括如下過程:
[0027]如圖1所示為傳感器節(jié)點與基站之間的位置關(guān)系和信息傳遞示意圖，所述基站包含認知導(dǎo)頻信道數(shù)據(jù)庫(CPC數(shù)據(jù)庫)，用于存放基站周圍傳感器節(jié)點的識別碼、地理位置信息和空閑頻譜資源信息，該認知導(dǎo)頻信道數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)如表一所示:
[0028]表一
[0029]
【權(quán)利要求】
1.一種基于電力通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，以電力專用頻段作為認知導(dǎo)頻信道傳輸傳感器節(jié)點和基站之間的控制信令，其特征在于，包括以下步驟: (1)位于電力通信系統(tǒng)中的傳感器節(jié)點通過所述認知導(dǎo)頻信道向基站發(fā)送請求，請求該基站檢測其所在區(qū)域內(nèi)的空閑頻譜資源； (2)上述基站根據(jù)接收到的請求，查找認知導(dǎo)頻信道數(shù)據(jù)庫，獲取所述傳感器所在區(qū)域內(nèi)的空閑頻譜信息； (3)上述基站將獲取的空閑頻譜信息和通信模塊控制信令通過所述認知導(dǎo)頻信息反饋給所述傳感器節(jié)點； (4)所述傳感器節(jié)點接收到上述步驟中的反饋信息后，選擇通信模塊完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸，同時所述傳感器節(jié)點繼續(xù)為下一個業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)監(jiān)聽認知導(dǎo)頻信道，獲取空閑頻譜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電力通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述傳感器節(jié)點包括信令控制模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電力通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述認知導(dǎo)頻信道包括上行信 道和下行信道，其中，上行信道用于所述傳感器節(jié)點向所述基站發(fā)送信息，下行信道用于傳輸所述的基站給傳感器節(jié)點的反饋信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于電力通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括LTE通信模塊、WIFI通信模塊和700MHz頻段通信模塊，所述的傳感器節(jié)點根據(jù)所接收到的模塊切換信令選擇相應(yīng)的通信模塊進行數(shù)據(jù)傳輸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于電力通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述傳感器節(jié)點選擇通信模塊的過程包括: 步驟1、傳感器節(jié)點根據(jù)上述步驟(3)中接收到的模塊切換信令，檢測其當(dāng)前通信模塊的通信質(zhì)量，判斷是否需要切換通信模塊， 步驟2、如果上述步驟I中，所述傳感器根據(jù)所述空閑頻譜信息檢測到有更好通信質(zhì)量的空閑頻譜，則切換到與該空閑頻譜相應(yīng)的通信模塊以進行數(shù)據(jù)傳輸；否則繼續(xù)通過原通信模塊進行數(shù)據(jù)傳輸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電力通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述傳感器節(jié)點還包括空閑頻譜資源感知模塊，可感知該傳感器節(jié)點所在區(qū)域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通信的空閑頻譜資源。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電力通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，以上所述的認知導(dǎo)頻信道數(shù)據(jù)庫可通過頻譜資源管理相關(guān)部門提供的數(shù)據(jù)進行更新，或者通過在所述空閑頻譜資源感知模塊將其感知到的空閑頻譜資源信息實時地傳輸給基站進行更新，或者通過實地儀器測量獲得傳感器節(jié)點所在區(qū)域的頻譜使用情況的方式進行更新。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電力通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，步驟(4)中，所述傳感器節(jié)點與基站通過空閑頻譜完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸之后，包括一個立刻釋放占用的頻譜資源的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電力通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述電力通信系統(tǒng)中有新增的傳感器節(jié)點時，該新增的傳感器節(jié)點與基站進行上述步驟(1)的通信之前，需先與該基站進行同步，并且同步之后將其識別碼和地理位置信息通過所述認知導(dǎo)頻信道發(fā)送給基站，基站進行數(shù)據(jù)庫的更新。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于電力通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述傳感器節(jié)點通過定位技術(shù)獲得其地理位置信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電力通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，上述傳感器節(jié)點與基站之間基 于所述認知導(dǎo)頻信道的通信方式為點播方式。
【文檔編號】H04W76/02GK103957606SQ201410220429
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】肖行詮, 唐萬斌, 蘭宇翔, 楊鴻昌, 張穎 申請人:國網(wǎng)四川省電力公司信息通信公司, 電子科技大學(xué)