一种面向智能电网的LTE随机接入方法技术

本发明专利技术提供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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统通信
，具体涉及一种面向智能电网的LTE随机接入方法。
技术介绍
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。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。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UE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。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UE可能选择到相同的随机接入资源，这样就会发送碰撞，导致此次的随机接入失败。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)，此时网络可以通过RRC连接重配置消息或PDCCH命令(PhysicalDownlinkControlChannelorder)为UE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。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术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。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种面向智能电网的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：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PRT；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，并返回响应信息至所述用户终端。优选的，所述随机接入信道的发射功率PRT的确定模型为：PRT=PIR+∂+(N-1)*(2i-M*Pstep)+2j-Q(i)(2i-M-2i-M-1)*Pstep]]>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；为基于前导格式的偏移量，且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。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；不同业务终端的功率抬升步长呈指数分布。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；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；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；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；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。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。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。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；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。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。从上述的技术方案可以看出，本专利技术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。本专利技术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。与最接近的现有技术比，本专利技术提供的技术方案具有以下优异效果：1、本专利技术所提供的技术方案考虑到了电力丰富业务之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向智能电网的LTE随机接入方法，其特征在于，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：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PRT；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，并返回响应信息至所述用户终端。

【技术特征摘要】
1.一种面向智能电网的LTE随机接入方法，其特征在于，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：
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PRT；
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，并返回响应信息至所述用户终端。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述随机接入信道的发射功率PRT的确定模型为：
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；为基于前导格式的偏移量，且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。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，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；
不同业务终端的功率抬升步长呈指数分布。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，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。
5.如权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚继明，郭经红，梁云，李炳林，张浩，黄凤，黄莉，田文锋，王瑶，韦磊，
申请(专利权)人：国网智能电网研究院，国网江苏省电力公司，国家电网公司，江苏省电力公司南京供电公司，
类型：发明
国别省市：北京;11