一种配电通信无线专网抗跨层干扰方法技术

本发明专利技术公开一种配电通信无线专网抗跨层干扰方法，涉及通信技术领域，用于解决传统的抗跨层干扰方法不能有效提升配电通信无线专网系统容量的技术缺陷。所述配电通信无线专网抗跨层干扰方法包括：认知小区客户终端在宏小区客户终端的上行信道的频谱带宽内执行频谱感知；若未感知到宏小区客户终端的数据传输信号，则判定此时与该上行信道所对应的下行信道的时隙为空闲时隙；认知小区客户终端估算干扰矩阵；认知小区基站为认知小区客户终端的数据传输分配功率；认知小区客户终端向认知小区基站传输数据。本发明专利技术提供的配电通信无线专网抗跨层干扰方法用于提升配电通信无线专网的系统容量。

【技术实现步骤摘要】
一种配电通信无线专网抗跨层干扰方法
本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种配电通信无线专网抗跨层干扰方法。
技术介绍
配电通信无线专网是指电网公司自主建设、运行、管理的用于配网自动化、计量自动化、汽车充电桩、电房视频监控等智能配用电业务的无线宽带网络。相比传统的光纤、电力线载波等有线通信方式，配电通信无线专网能够很好适应配用电网结构复杂、设备数量多、分布广、异动频繁的特性，具有快速部署、易于安装、结构灵活、高带宽等优势。受限于政府及监管部门对无线频率的规划，电网公司得到批复的可用带宽通常不超过5MHz，难以满足不断增长的智能配用电业务需求，因此在业务集中热点区域通常部署密集的站点形成跨层重叠覆盖，各站点频率复用因子为1，以充分利用有限的系统带宽。然而，跨层重叠覆盖带来的问题是部分站点小区之间将存在跨层干扰，严重影响通信质量，降低系统容量。现有技术公开了两种技术方案来解决站点小区之间的跨层干扰问题，其中一种技术方案分析了基于频谱感知的认知无线网络技术，包括重叠(Underlay)、覆盖(Overlay)、交织(Interweave)以及聚合(Aggravation)等方式，交织方式使用频谱空洞进行机会主义通信，避免认知小区对宏小区终端的干扰，能够提升宏小区吞吐量，是目前常用的频谱感知方法。另一种技术方案基于感知用户行为特点定义可信度，并依据可信用户本地监测结果与参与协作感知用户通信信道状况，提出基于信任度的协作频谱感知算法，相比传统硬判决协作频谱监测方法，改善了监测性能。虽然上述两种技术方案都可以避免站点小区之间的跨层干扰，但是由于这两种技术方案的数据传输策略不够完善，因此，无法在认知小区终端及认知小区基站间建立高质量通信链路，不利于提升配电通信无线专网的系统容量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种配电通信无线专网抗跨层干扰方法，用于提升配电通信无线专网的系统容量。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种配电通信无线专网抗跨层干扰方法，所述方法包括：步骤S10、认知小区客户终端在宏小区客户终端的上行信道的频谱带宽内执行频谱感知；步骤S20、若认知小区客户终端未感知到宏小区客户终端的数据传输信号，则判定此时与该上行信道所对应的下行信道的时隙为空闲时隙；步骤S30、认知小区客户终端估算宏小区基站到其自身的干扰矩阵；步骤S40、认知小区基站基于干扰矩阵、认知小区客户终端同认知小区基站间信道的信道增益、以及信道噪声，利用注水算法为认知小区客户终端的数据传输分配功率；步骤S50、认知小区客户终端在空闲时隙内，利用与该上行信道所对应的下行信道的频谱带宽向认知小区基站传输数据。本专利技术提供的配电通信无线专网抗跨层干扰方法具有如下有益效果：本专利技术提供的配电通信无线专网抗跨层干扰方法相对于传统技术方案的改进之处在于：认知小区客户终端在确定好可用的空闲时隙和可用的下行信道频谱带宽后，并不是直接传输数据，而是先估算空闲时隙下，不同下行信道所对应的宏小区基站到认知小区客户终端的干扰矩阵，再由认知小区基站基于干扰矩阵、认知小区客户终端到认知小区基站间信道的信道增益和信道，利用注水算法来给不同下行信道的对应空闲时隙分配不同的数据传输功率，使得认知小区客户终端按照分配的数据传输功率传输数据，通过这种自适应的功率分配方式，可使认知小区客户终端在干扰较大的信道下传输较少的数据，在干扰较小的信道下传输较多的数据，由此在认知小区客户终端及认知小区基站间建立高质量通信链路，提升配电通信无线专网的系统容量。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例1提供的配电通信无线专网抗跨层干扰方法的流程图；图2为本专利技术实施例2提供的配电通信无线专网抗跨层干扰方法的流程图；图3为本专利技术实施例1和2中宏小区和认知小区的跨层重叠覆盖模型图；图4为本专利技术实施例1和2提供的配电通信无线专网抗跨层干扰方法的数据传输策略示意图；图5为基于注水算法的数据传输功率分配示意图。附图标记：CR-BS-认知小区基站，CR-CPE-认知小区客户终端，P-BS-宏小区基站，P-CPE-宏小区客户终端。具体实施方式为了进一步说明本专利技术实施例提供的配电通信无线专网抗跨层干扰方法，下面结合说明书附图进行详细描述。请参阅图1，本专利技术实施例1提供一种配电通信无线专网抗跨层干扰方法，所述方法包括：步骤S10、认知小区客户终端CR-CPE在宏小区客户终端P-CPE的上行信道的频谱带宽内执行频谱感知；所述认知小区客户终端CR-CPE指的是在认知小区内与认知小区基站CR-BS进行无线通信的移动终端(例如手机，对讲机等)；所述宏小区客户终端P-CPE(如附图3中的P-CPE1、P-CPE2和P-CPE3)指的是在宏小区内与宏小区基站P-BS进行无线通信的移动终端(例如手机，对讲机等)；所述上行信道指的是发送信号的信道，例如对于认知小区客户终端CR-CPE来说，上行信道指的是认知小区客户终端CR-CPE向认知小区基站CR-BS发送数据时所用的信道，对于宏小区客户终端P-CPE来说，上行信道指的是宏小区客户终端P-CPE向宏小区基站P-BS发送数据所用的信道，本专利技术实施例所述的上行信道指的是宏小区客户终端P-CPE的上行信道(例如图3中的信道1、信道3和信道5)；需要说明的是，在通常情况下，为了充分利用有限的系统带宽，认知小区基站CR-BS和宏小区基站P-BS的频率复用因子为1，也就是说，认知小区客户终端CR-CPE与认知小区基站CR-BS间可用信道的频谱带宽等于宏小区客户终端P-CPE与宏小区基站P-BS间可用信道的频谱带宽；宏小区客户终端P-CPE与宏小区基站P-BS间可用信道的频谱宽度分为上行信道频谱宽度和下行信道频谱宽度，认知小区客户终端CR-CPE与认知小区基站CR-BS间可用信道的频谱带宽等于宏小区客户终端P-CPE的上行信道频谱宽度和下行信道频谱宽度；本专利技术实施例中，认知小区客户终端CR-CPE在向认知小区基站CR-BS发送数据之前，在宏小区客户终端P-CPE的上行信道(例如图3中的信道1、信道3和信道5)的频谱带宽内进行频谱感知，以判断在宏小区客户终端P-CPE的上行信道的频谱带宽内，是否有宏小区客户终端P-CPE的数据传输信号。请参阅图3和图4，步骤S20、若认知小区客户终端CR-CPE未感知到宏小区客户终端P-CPE的数据传输信号，则判定此时与该上行信道所对应的下行信道的时隙为空闲时隙；当宏小区客户终端P-CPE在上行信道频谱宽度内没有传输数据，或者宏小区客户终端P-CPE距离认知小区客户终端CR-CPE非常遥远时，认知小区客户终端CR-CPE将无法感知到宏小区客户终端P-CPE的数据传输信号；上行信道(例如图3中的信道1、信道3和信道5)和下行信道(例如图3中信道2、信道4和信道6)可细分为各个时隙(例如图3中的信道1-6均可细分为0-7这8个时隙)，上行信道的时隙与下行信道的时隙相对称(如图3中信道1和信道2，信道3和信道4，信道5和信道6)；宏小区客户终端P-CPE与宏小区基站P-BS间的通信方式为全双工通信，数据的收发是同时进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电通信无线专网抗跨层干扰方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S10、认知小区客户终端在宏小区客户终端的上行信道的频谱带宽内执行频谱感知；步骤S20、若认知小区客户终端未感知到宏小区客户终端的数据传输信号，则判定此时与该上行信道所对应的下行信道的时隙为空闲时隙；步骤S30、认知小区客户终端估算宏小区基站到其自身的干扰矩阵；步骤S40、认知小区基站基于干扰矩阵、认知小区客户终端同认知小区基站间信道的信道增益、以及信道噪声，利用注水算法为认知小区客户终端的数据传输分配功率；步骤S50、认知小区客户终端在空闲时隙内，利用与该上行信道所对应的下行信道的频谱带宽向认知小区基站传输数据。

【技术特征摘要】
1.一种配电通信无线专网抗跨层干扰方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S10、认知小区客户终端在宏小区客户终端的上行信道的频谱带宽内执行频谱感知；步骤S20、若认知小区客户终端未感知到宏小区客户终端的数据传输信号，则判定此时与该上行信道所对应的下行信道的时隙为空闲时隙；步骤S30、认知小区客户终端估算宏小区基站到其自身的干扰矩阵；步骤S40、认知小区基站基于干扰矩阵、认知小区客户终端同认知小区基站间信道的信道增益、以及信道噪声，利用注水算法为认知小区客户终端的数据传输分配功率；步骤S50、认知小区客户终端在空闲时隙内，利用与该上行信道所对应的下行信道的频谱带宽向认知小区基站传输数据；其中，所述步骤S40包括：步骤S401、所述认知小区基站基于干扰矩阵、信道增益、以及信道噪声计算所述认知小区客户终端同认知小区基站间信道的信干比：其中Ic,t为认知小区客户终端在第t个空闲时隙内，用第c个下行信道的频谱带宽传输数据时，宏小区基站到认知小区客户终端的干扰矩阵；Gc,t为第t个空闲时隙内，第c个下行信道的信道增益；N为信道噪声；步骤S402、所述认知小区基站基于所述信干比为认知小区客户终端的数据传输分配功率：其中Pc,t为认知小区基站为认知小区客户终端在第t个空闲时隙，用第c个下行信道的频谱带宽传输...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立明，董旭柱，吴争荣，刘志文，陈新南，陈宝仁，郭晓斌，许爱东，陈华军，黄建理，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心，南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44