專利名稱：一種基于ofdm的電力無線傳輸?shù)姆椒?br> —種基于OFDM的電力無線傳輸?shù)姆椒夹g(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)通信領(lǐng)域，具體涉及一種基于OFDM的電力無線傳輸?shù)姆椒ā?br> 技術(shù)背景
上世紀90年代起，230MHz數(shù)傳電臺在電力行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。數(shù)傳電臺以其設(shè)備簡單、性能可靠等特點，促進電力負控業(yè)務(wù)的規(guī)?；瘧?yīng)用。230MHz數(shù)傳電臺覆蓋采用大區(qū)制、單點輪詢的通信方式，在常規(guī)的超短波調(diào)頻電臺內(nèi)部植入一個調(diào)制解調(diào)器(MODEM)，發(fā)送數(shù)據(jù)時通過該MODEM的調(diào)制器把脈沖信號(即數(shù)據(jù)信號)轉(zhuǎn)換成模擬信號，接收時則正好經(jīng)歷一個相反的過程，通過MODEM的解調(diào)器把接收到的模擬信號還原成脈沖信號。
在組網(wǎng)結(jié)構(gòu)上，無線數(shù)傳電臺常用的組網(wǎng)方式有
I.點對點最基本的通訊方式；
2.點對多點最常用的組網(wǎng)方式；若是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)多采用輪循(Polling)方式； 若是報警系統(tǒng)多采用主動上報(Report)方式，亦可采用輪循和主動上報相結(jié)合的方式；
3.有中轉(zhuǎn)(一級或多級)當(dāng)?shù)匦苇h(huán)境較差或通訊距離要求較遠時，選用中轉(zhuǎn)是解決問題的唯一辦法；
4.多基站城市面積大、建筑多的大城市中，將整個服務(wù)區(qū)域劃分為若干個小型區(qū)域，在小區(qū)內(nèi)由電臺組成點到多點的網(wǎng)絡(luò)，小區(qū)與小區(qū)間再通過無線鏈路進行連接；
5.線條形對于通信地域非常狹長而中心控制室又在狹長地形的端點，這個情況下多采用線條形的組網(wǎng)形式；在線形的網(wǎng)絡(luò)中每一個分站的數(shù)據(jù)均需要上一級分站進行差轉(zhuǎn)。
但是,上述技術(shù)不足之處包括
230數(shù)傳電臺覆蓋采用大區(qū)制、單點輪詢的通信方式，頻譜利用率低，傳輸速度慢。 實際應(yīng)用中單基站輪循往往需要數(shù)個小時，個別繁忙地區(qū)甚至24小時內(nèi)都無法完成輪詢。
230MHz數(shù)傳電臺數(shù)據(jù)速率低(19. 2kbps)，無法滿足多媒體業(yè)務(wù)的需求；只能實現(xiàn)點對點的傳輸，網(wǎng)絡(luò)管理功能弱，不具備大規(guī)模組網(wǎng)的能力；相應(yīng)的數(shù)傳模塊價格高。
電力行業(yè)基于當(dāng)時的230MHz
數(shù)傳電臺應(yīng)用特點、技術(shù)條件申請了 40個25kHz的頻譜資源(15對雙工頻點、10 個單工頻點)。模擬數(shù)傳電臺頻譜規(guī)劃中，無線信道分配的帶寬通常比較窄，而且相鄰信道之間還要保留一定的間隔。與大帶寬連續(xù)頻譜分配相比，這種離散的窄帶頻譜很難進行高速率的數(shù)據(jù)傳輸。
由上述分析可見，面對日益增長的電力無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚俑咝ㄐ诺男枨螅仨殞@種頻譜進行整合，從而提高傳輸速率。在現(xiàn)階段，模擬電臺大量存在的情況下，很難對已分配的頻譜資源進行重新劃分，只能考慮通過某種處理方法來實現(xiàn)頻譜合并，或是通過頻點置換、頻點拓展等方式，獲得連續(xù)頻譜，在連續(xù)頻譜上采用先進的無線通信技術(shù)，實現(xiàn)電力數(shù)據(jù)高速高效的無線傳輸。發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種基于OFDM的電力無線傳輸?shù)姆椒?，方法基于在電力行業(yè)230MHz既有授權(quán)頻點的基礎(chǔ)上，引進符合4G國際主流移動通信技術(shù)的發(fā)展趨勢的OFDM等關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)造一種七層信息傳輸協(xié)議架構(gòu)，在不同層采用不同協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)，最終實現(xiàn)電力信息流的寬帶傳輸；發(fā)明基于“終端一接入設(shè)備一核心網(wǎng)設(shè)備一電網(wǎng)主站”的硬件設(shè)備分層扁平化全IP化的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，通過OFDM等技術(shù)的選用，建立一種各設(shè)備之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠邔訁f(xié)議架構(gòu)，數(shù)據(jù)依據(jù)各層所采用的技術(shù)特性的原理及通信協(xié)議在不同架構(gòu)層、不同設(shè)備之間有效傳輸，最終實現(xiàn)電力數(shù)據(jù)高速高效的無線傳輸。
本發(fā)明提供的一種基于OFDM的電力無線傳輸?shù)姆椒?，其改進之處在于，將網(wǎng)絡(luò)進行分層，每層架構(gòu)采用相應(yīng)的技術(shù)控制，通過無線/有線通信方式實現(xiàn)電力數(shù)據(jù)傳輸。
其中，將網(wǎng)絡(luò)進行分層是指在組網(wǎng)架構(gòu)上，依據(jù)節(jié)省網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、降低數(shù)據(jù)傳輸時延的設(shè)計，采用扁平化的網(wǎng)絡(luò)部署方式，將組網(wǎng)劃分為“終端-接入設(shè)備-核心網(wǎng)設(shè)備-電網(wǎng)主站”四層組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備IP化，在電網(wǎng)主站通過IP地址唯一識別；
在數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線通道上，設(shè)置“物理層-數(shù)據(jù)鏈路層-無線資源控制層”三層通信協(xié)議體系。
其中，在接入設(shè)備與核心網(wǎng)設(shè)備之間，數(shù)據(jù)傳輸分為控制面和用戶面，其中
控制面接口用于傳送無線接入承載建立相關(guān)的控制信令；
用戶面接口用于提供路徑和用戶面隧道管理的信令信息，以及用戶數(shù)據(jù)的傳輸。
其中，所述接入設(shè)備與核心網(wǎng)設(shè)備之間控制面的數(shù)據(jù)分層采用的控制技術(shù)包括
PHY層采用OFDM的調(diào)制和多址方式，TDD的雙工模式，復(fù)合使用MMO技術(shù)，向高層提供上下行時隙配比可調(diào)的數(shù)據(jù)并行傳輸服務(wù)；同時依靠信道編譯碼、AMC以及HARQ技術(shù)提高信號傳輸質(zhì)量；若是所用頻率為離散窄帶，則通過載波聚合技術(shù)實現(xiàn)離散窄帶的寬帶傳輸；
MAC層信道編譯碼與AMC相結(jié)合，完成從物理信道到邏輯信道的映射；動態(tài)調(diào)度， 用于實現(xiàn)上下行物理資源的動態(tài)分配；通過DRX降低終端功耗，傳輸中通過頻譜感知和干擾協(xié)調(diào)技術(shù)減少干擾；
RLC層利用HARQ技術(shù)進行差錯控制，同時對數(shù)據(jù)進行分組發(fā)送和重組接收，在確認模式下提供ARQ的功能；
PDCP層對上層遞交的IP數(shù)據(jù)包利用空口 rocp頭壓縮技術(shù)進行報頭壓縮；對用戶面數(shù)據(jù)安全加密，對控制面數(shù)據(jù)進行完整性保護和驗證；
其中MAC、RLC和TOCP —起構(gòu)成數(shù)據(jù)鏈路層，負責(zé)無線鏈路的建立、維護、釋放、以及鏈路之間數(shù)據(jù)的可靠傳輸。
其中，對于230MHz頻段電力行業(yè)的既有授權(quán)頻點，在PHY層采用載波聚合技術(shù)，實現(xiàn)離散窄帶頻點的寬帶傳輸。
其中，當(dāng)終端使用無線網(wǎng)絡(luò)時，在終端和接入網(wǎng)設(shè)備之間，空中接口的控制面還包括無線資源控制(RRC)層，為不同的業(yè)務(wù)和控制數(shù)據(jù)建立各自的承載，承載在數(shù)據(jù)鏈路層和物理層中，由指定的信道進行傳輸。
其中，所述接入設(shè)備與核心網(wǎng)設(shè)備之間控制面的數(shù)據(jù)分層采用的控制技術(shù)包括
IP層在電網(wǎng)主站中，通過網(wǎng)管系統(tǒng)經(jīng)由唯一的IP地址登記，通過IP地址唯一識別；
TCP層設(shè)備之間進行TCP/IP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)，無論下面幾層中傳遞上來的數(shù)據(jù)是什么樣的格式，在TCP層統(tǒng)一封裝再上傳；
SCTP層傳輸層協(xié)議,用于傳送接入網(wǎng)與核心網(wǎng)間的Sl-AP消息；
APP層核心網(wǎng)設(shè)備與電網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺之間，通過電力業(yè)務(wù)相關(guān)協(xié)議，將匯總的電力數(shù)據(jù)上報到業(yè)務(wù)平臺，同時將業(yè)務(wù)平臺的一些控制信息下發(fā)。
其中IP層、TCP層、SCTP層和APP層為有線通信方式。
其中，所述接入設(shè)備與核心網(wǎng)設(shè)備之間用戶面的數(shù)據(jù)分層采用的控制技術(shù)包括
UDP層與TCP相對應(yīng)，面向非連接，不與對方建立連接，而是直接發(fā)送數(shù)據(jù)包；將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量壓縮成數(shù)據(jù)包的形式；
GTP-U層在接入網(wǎng)與核心網(wǎng)之間進行消息的隧道傳輸。用戶面消息包括用戶數(shù)據(jù)、路徑和用戶面隧道管理等的信令消息；
其中，所述核心網(wǎng)設(shè)備與所述電網(wǎng)主站之間采用SGi接口，為終端IP地址在電網(wǎng)主站的呈現(xiàn)點，完成IP數(shù)據(jù)的傳輸。
與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明的有益效果為
本發(fā)明將符合4G國際主流移動通信技術(shù)的發(fā)展趨勢的OFDM等關(guān)鍵技術(shù)與電力行業(yè)授權(quán)頻點結(jié)合，充分考慮授權(quán)頻點的應(yīng)用現(xiàn)狀及未來頻譜發(fā)展的可能性，結(jié)合電力通信網(wǎng)的布網(wǎng)策略及電力業(yè)務(wù)對于數(shù)據(jù)傳輸通道的需求，無論是在230MHz頻段的既有授權(quán)頻點還是其它可行的連續(xù)頻段，指導(dǎo)先進的無線通信技術(shù)在電力業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用，搭建合理的有競爭力的無線傳輸通道。
本發(fā)明的實施過程中采用TDD的雙工方式，能更有效的支持非對稱頻譜，更加靈活的使用頻率，提高頻譜利用率；上下行資源配比可調(diào)，適用于不對稱的上下行數(shù)據(jù)傳輸速率，特別適用于IP型的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；4G國際主流移動通信發(fā)展趨勢的技術(shù)特性的選用，在一定時間周期內(nèi)(比如5 10年)保證系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢。
借鑒OSI七層模型框架性的設(shè)計方法，結(jié)合電力通信的需求，本發(fā)明設(shè)計一種適合于電力行業(yè)的七層協(xié)議架構(gòu)，無線通道與有線通信相結(jié)合，實現(xiàn)電力數(shù)據(jù)的傳輸，其中無線通道方面，即七層協(xié)議架構(gòu)的低層四層，每層采用一定的技術(shù)體制，實現(xiàn)相應(yīng)的功能，便于理解以及故障的查找和糾錯。


附圖I為本發(fā)明提供的一種基于OFDM的電力無線傳輸?shù)姆椒ǖ慕M網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意附圖2為本發(fā)明提供的一種基于OFDM的電力無線傳輸?shù)姆椒ǖ目刂泼鏀?shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層示意框附圖3為本發(fā)明提供的一種基于OFDM的電力無線傳輸?shù)姆椒ǖ挠脩裘鏀?shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層示意框附圖4為本發(fā)明提供的一種基于OFDM的電力無線傳輸?shù)姆椒ǖ暮诵木W(wǎng)與電網(wǎng)主站間的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層示意框圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步的詳細說明。
堅強智能電網(wǎng)的建設(shè)涵蓋“發(fā)、輸、變、配、用、調(diào)”六個環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)在各個環(huán)節(jié)傳輸， 形成“電力流、業(yè)務(wù)流、信息流”的有效傳遞；在數(shù)據(jù)傳輸通道上，前期物理電網(wǎng)的架設(shè)中，已形成以特高壓為骨干網(wǎng)架，光纖、微波、衛(wèi)星多種傳輸方式共存，光纖、電力線載波、光電復(fù)合纜、移動通信網(wǎng)、短距離微功率無線等多種通信方式復(fù)合的組網(wǎng)模式。尤其是在智能電網(wǎng)配用電環(huán)節(jié)的通信方式中，光纖通信為主，無線寬帶傳輸為輔，作為光纖通信的有力備份和補充的模式，已逐漸成為電力行業(yè)的共識。頻率資源作為無線寬帶傳輸?shù)囊粋€重要影響因子，在部署行業(yè)無線網(wǎng)時便成為優(yōu)先考慮因素。通過230數(shù)傳電臺的前期實施，電力行業(yè)在 230MHz頻段已獲得40個離散的授權(quán)頻點，鑒于有效、高效利用既有無線頻譜資源爭取拓寬獲取連續(xù)授權(quán)頻譜的行業(yè)頻譜政策，本發(fā)明以電力行業(yè)既有授權(quán)頻點為契機，引進OFDM等 4G國際移動通信技術(shù)演進的關(guān)鍵技術(shù)，與電力行業(yè)的無線頻譜資源分布及應(yīng)用相結(jié)合，提出一種基于OFDM的電力無線傳輸?shù)姆椒ā?br> 基于上述分析，本發(fā)明所提供的一種基于OFDM的電力無線傳輸?shù)姆椒?在組網(wǎng)結(jié)構(gòu)上，其示意圖如圖I所示，依據(jù)節(jié)省網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、降低數(shù)據(jù)傳輸時延的思路，采用扁平化的網(wǎng)絡(luò)部署方式，劃分為“終端一接入設(shè)備一核心網(wǎng)設(shè)備一電網(wǎng)主站”四層，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備IP化， 在電網(wǎng)主站可通過IP地址唯一識別；在數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線通道上，“物理層一數(shù)據(jù)鏈路層一無線資源控制層”三層通信協(xié)議體系，每一層依據(jù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c及技術(shù)方案，完成數(shù)據(jù)的上傳下達，并最終在核心網(wǎng)設(shè)備中匯總整合，通過光纖或網(wǎng)線等有線通信的方式與電網(wǎng)主站數(shù)據(jù)交互，完成電力無線數(shù)據(jù)的傳輸。
依據(jù)本發(fā)明提供的一種基于OFDM的電力無線傳輸?shù)姆椒?數(shù)據(jù)在各層設(shè)備之間依據(jù)一定的傳輸協(xié)議，根據(jù)相應(yīng)的傳輸通道模型，準(zhǔn)確傳遞電力數(shù)據(jù)。下面將結(jié)合附圖2 圖4來說明本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層示意框圖
本實施例提供的一種基于OFDM的電力無線傳輸?shù)姆椒ǖ木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層數(shù)據(jù)傳輸，在接入設(shè)備與核心網(wǎng)設(shè)備之間，數(shù)據(jù)傳輸分為控制面和用戶面，其中
控制面接口主要用于傳送無線接入承載建立相關(guān)的控制信令；
用戶面接口主要用于提供路徑和用戶面隧道管理的信令信息，以及用戶數(shù)據(jù)的傳輸。
附圖2為接入設(shè)備與核心網(wǎng)設(shè)備之間控制面的數(shù)據(jù)分層傳輸示意框圖
PHY層采用OFDM的調(diào)制和多址方式，以及TDD的雙工模式，向高層提供上下行時隙配比可調(diào)的數(shù)據(jù)并行傳輸服務(wù)；通過信道編譯碼、自適應(yīng)調(diào)制與編碼技術(shù)，以及針對數(shù)據(jù)傳輸中可能存在差錯而選用的HARQ技術(shù)，在實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r，提高信號的傳輸質(zhì)量，保證信息可靠性；對于電力230MHz的既有授權(quán)頻點，可在物理層采用載波聚合技術(shù)，以實現(xiàn)離散窄帶頻點的寬帶傳輸；若是后續(xù)能夠申請或是拓展到連續(xù)頻段，則載波聚合為一可選技術(shù)。
在系統(tǒng)無線環(huán)境及天線配置等客觀條件許可的情況下，PHY層還可采用MMO技術(shù)，增加系統(tǒng)容量；ΜΙΜ0技術(shù)與OFDM技術(shù)復(fù)合使用，可提供更好的數(shù)據(jù)傳輸速率。
PHY層還可實現(xiàn)的功能包括物理信道的功率控制；小區(qū)搜索和頻率和時間同步； 隨機接入和小區(qū)信號測量等，主要向上層提供物理信道資源。
MAC層根據(jù)信道條件變化，信道編譯碼與AMC結(jié)合，完成從物理信道到邏輯信道的映射；動態(tài)調(diào)度，實現(xiàn)上下行物理資源的動態(tài)分配；
根據(jù)230MHz頻段電力行業(yè)既有授權(quán)頻點的分布特點，信息的無線傳輸系統(tǒng)采用同頻組網(wǎng)的方式來提高頻譜利用率，此時不可避免的會產(chǎn)生同頻干擾問題，可通過干擾協(xié)調(diào)技術(shù)，利用頻帶規(guī)劃、用戶分組、下行功率分配等手段有效降低小區(qū)間的干擾水平；若是受到來自230數(shù)傳電臺的系統(tǒng)間干擾，可利用頻譜感知技術(shù)，動態(tài)調(diào)度系統(tǒng)工作頻點，在 230數(shù)傳電臺工作時沖突避讓，提高系統(tǒng)的適用性。
同時MAC層還完成隨機接入的控制，上報PHY層的測量等功能；利用DRX技術(shù)，降低終端功耗，綠色節(jié)能。
RLC層利用HARQ技術(shù)進行差錯控制，保證信息傳輸?shù)目煽啃?；同時對數(shù)據(jù)進行分組發(fā)送和重組接收，在確認模式下提供ARQ的功能；
PDCP層對上層遞交過來的IP數(shù)據(jù)包利用空口 rocp頭壓縮技術(shù)，對IP/UDP/RTP 報頭進行有效壓縮，有效提高信道效率和分組數(shù)據(jù)的有效性，保證在有限的頻帶資源內(nèi)傳輸更多的有效數(shù)據(jù)內(nèi)容；
采用安全加密技術(shù)，對于空口數(shù)據(jù)，信息傳輸?shù)拿荑€協(xié)商和雙向鑒權(quán)，以及網(wǎng)絡(luò)透傳的端到端加密等多種安全機制的共同實施，對用戶面數(shù)據(jù)進行加密和解密，保證通信的安全；同時對控制面數(shù)據(jù)進行完整性保護和驗證；MAC層、RLC層和HXP層一起構(gòu)成數(shù)據(jù)鏈路層，負責(zé)無線鏈路的建立、維護、釋放、以及鏈路之間數(shù)據(jù)的可靠傳輸；
在終端和無線網(wǎng)絡(luò)之間，空中接口還包括無線資源控制(Radio Resource Control, RRC)層，為不同的業(yè)務(wù)和控制數(shù)據(jù)建立各自的承載，承載在數(shù)據(jù)鏈路層和物理層中，由指定的信道進行傳輸。
RRC協(xié)議負責(zé)管理無線資源控制；
RRC功能包括系統(tǒng)信息的廣播；基站和UE間的連接控制；承載建立、釋放和配置；小區(qū)測量，小區(qū)選擇和重選。
RRC還參與控制數(shù)據(jù)加密解密，數(shù)據(jù)完整性保護的工作。
本實施例為7層的架構(gòu)，除上述說的PHY層、MAC層、RLC層和TOCP層主無線通道部分外，還有四層，其通信方式為有線通信，可作為對前四層無線通道傳輸?shù)倪M一步架構(gòu)上的補充
IP層所有接入設(shè)備和核心網(wǎng)設(shè)備，在電網(wǎng)主站中，通過網(wǎng)管系統(tǒng)經(jīng)由唯一的IP 地址登記在案，可通過IP地址唯一識別；IP層通過數(shù)據(jù)包包頭的解析、封裝等處理，識別源/目標(biāo)IP地址，并通過路由選擇、流量控制和擁塞控制等技術(shù)，將數(shù)據(jù)發(fā)往適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)節(jié)點。
TCP層設(shè)備之間走TCP/IP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)，無論下面幾層中傳遞上來的數(shù)據(jù)是什么樣的格式，在TCP層統(tǒng)一封裝再上傳；將數(shù)據(jù)包進行排序，利用校驗和函數(shù)及超時重傳技術(shù)進行錯誤檢查。
SCTP層傳送接入網(wǎng)與核心網(wǎng)間的Sl-AP消息；
APP層核心網(wǎng)設(shè)備與電網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺之間，通過電力業(yè)務(wù)相關(guān)協(xié)議，將匯總的電力數(shù)據(jù)上報到業(yè)務(wù)平臺，同時將業(yè)務(wù)平臺的一些控制信息下發(fā)。
其中，IP層、TCP層、SCTP層和APP層這四層采用光纖/網(wǎng)線的有線通信方式。從圖中可以看到，SCTP和TCP水平在同一個層級上，但是分屬于不同的設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)的分層，可能某層根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)的不同，雖然功能大致相同，但是說法和叫法不一樣，例如終端的TCP 層和接入設(shè)備的SCTP層。
附圖3為接入設(shè)備與核心網(wǎng)設(shè)備之間用戶面的數(shù)據(jù)分層傳輸示意框圖，其所應(yīng)用的協(xié)議多數(shù)與附圖2所列的控制面的數(shù)據(jù)分層傳輸類似，其中
UDP層與TCP相對應(yīng)，面向非連接，不與對方建立連接，而是直接發(fā)送數(shù)據(jù)包；將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量壓縮成數(shù)據(jù)包的形式；
GTP-U層在接入網(wǎng)與核心網(wǎng)之間進行消息的隧道傳輸。用戶面消息包括用戶數(shù)據(jù)、路徑和用戶面隧道管理等的信令消息；
附圖4為核心網(wǎng)與電網(wǎng)主站間的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層示意框圖，采用SGi接口，為終端IP 地址在電網(wǎng)主站的呈現(xiàn)點，最終完成IP數(shù)據(jù)的傳輸。


議；
發(fā)送/
本發(fā)明的縮略語、英文和關(guān)鍵術(shù)語定義列表1、OFDM:0rthogonal Frequency Division Multiplexing,正交步頁分復(fù)用；2、TDDTime Division Duplexing,時分雙工；3、PHYPhysical Layer,物理層；4、MACMedia Access Control,媒質(zhì)接入控制；5、RLCRadio Link Control,無線鏈路控制；6、PDCP:Packet Data Convergence Protocol,分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議；7、IPInternet Protocol,網(wǎng)絡(luò)之間互連的協(xié)議；8、TCP!Transmission Control Protocol,傳輸控制協(xié)議；9、APP!Application Layer,應(yīng)用層；10、Sl-APSlApplication Protocol, SI 應(yīng)用協(xié)議；11> SCTP Stream Control Transmission Protocol,流控制傳輸協(xié)議；12、UDPUser Datagram Protocol,用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議；13、GTP-U:GPRS Tunneling Protocol for the user plane,用戶面 GPRS 隧道協(xié)14、DTX/DRX-Discontinuous Transmission/Discontinuous Reception,不連續(xù)接收；15、RRC:RadioResource Control,無線資源控制；16、AMCAdaptive Modulation and Coding,自適應(yīng)調(diào)制與編碼；17、OSI0pen System Interconnection,開放系統(tǒng)互連。最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本發(fā)明的具體實施方式
進行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。9
權(quán)利要求
1.一種基于OFDM的電力無線傳輸?shù)姆椒?其特征在于,將網(wǎng)絡(luò)進行分層,每層架構(gòu)米用相應(yīng)的技術(shù)控制，通過無線/有線通信方式實現(xiàn)電力數(shù)據(jù)傳輸。
2.如權(quán)利要求I所述的電力無線傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，將網(wǎng)絡(luò)進行分層是指在組網(wǎng)架構(gòu)上，依據(jù)節(jié)省網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、降低數(shù)據(jù)傳輸時延的設(shè)計，采用扁平化的網(wǎng)絡(luò)部署方式，將組網(wǎng)劃分為“終端一接入設(shè)備一核心網(wǎng)設(shè)備一電網(wǎng)主站”四層組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備IP化，在電網(wǎng)主站通過IP地址唯一識別； 在數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線通道上，設(shè)置“物理層一數(shù)據(jù)鏈路層一無線資源控制層”三層通信協(xié)議體系。
3.如權(quán)利要求2所述的電力無線傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，在接入設(shè)備與核心網(wǎng)設(shè)備之間，數(shù)據(jù)傳輸分為控制面和用戶面，其中 控制面接口用于傳送無線接入承載建立相關(guān)的控制信令； 用戶面接口用于提供路徑和用戶面隧道管理的信令信息，以及用戶數(shù)據(jù)的傳輸。
4.如權(quán)利要求2所述的電力無線傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，所述接入設(shè)備與核心網(wǎng)設(shè)備之間控制面的數(shù)據(jù)分層采用的控制技術(shù)包括 PHY層采用OFDM的調(diào)制和多址方式，TDD的雙工模式，復(fù)合使用MMO技術(shù)，向高層提供上下行時隙配比可調(diào)的數(shù)據(jù)并行傳輸服務(wù)；同時依靠信道編譯碼、AMC以及HARQ技術(shù)提高信號傳輸質(zhì)量；若是所用頻率為離散窄帶，則通過載波聚合技術(shù)實現(xiàn)離散窄帶的寬帶傳輸; MAC層信道編譯碼與AMC相結(jié)合，完成從物理信道到邏輯信道的映射；動態(tài)調(diào)度，用于實現(xiàn)上下行物理資源的動態(tài)分配；通過DRX降低終端功耗，傳輸中通過頻譜感知和干擾協(xié)調(diào)技術(shù)減少干擾； RLC層利用HARQ技術(shù)進行差錯控制，同時對數(shù)據(jù)進行分組發(fā)送和重組接收，在確認模式下提供ARQ的功能； rocp層對上層遞交的IP數(shù)據(jù)包利用空口 rocp頭壓縮技術(shù)進行報頭壓縮；對用戶面數(shù)據(jù)安全加密，對控制面數(shù)據(jù)進行完整性保護和驗證； 其中MAC、RLC和HXP —起構(gòu)成數(shù)據(jù)鏈路層，負責(zé)無線鏈路的建立、維護、釋放、以及鏈路之間數(shù)據(jù)的可靠傳輸。
5.如權(quán)利要求4所述的電力無線傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，對?30MHz頻段電力行業(yè)的既有授權(quán)頻點，在PHY層采用載波聚合技術(shù)，實現(xiàn)離散窄帶頻點的寬帶傳輸。
6.如權(quán)利要求2所述的電力無線傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，?dāng)終端使用無線網(wǎng)絡(luò)時，在終端和接入網(wǎng)設(shè)備之間，空中接口的控制面還包括無線資源控制層，為不同的業(yè)務(wù)和控制數(shù)據(jù)建立各自的承載，承載在數(shù)據(jù)鏈路層和物理層中，由指定的信道進行傳輸。
7.如權(quán)利要求4所述的電力無線傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，所述接入設(shè)備與核心網(wǎng)設(shè)備之間控制面的數(shù)據(jù)分層采用的控制技術(shù)包括 IP層在電網(wǎng)主站中，通過網(wǎng)管系統(tǒng)經(jīng)由唯一的IP地址登記，通過IP地址唯一識別； TCP層設(shè)備之間進行TCP/IP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)，在TCP層統(tǒng)一封裝再上傳； SCTP層傳輸層協(xié)議，用于傳送接入網(wǎng)與核心網(wǎng)間的Sl-AP消息； APP層核心網(wǎng)設(shè)備與電網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺之間，通過電力相關(guān)業(yè)務(wù)通信協(xié)議，將匯總的電力數(shù)據(jù)上報到業(yè)務(wù)平臺，同時將業(yè)務(wù)平臺的一些控制信息下發(fā)。
8.如權(quán)利要求I所述的電力無線傳輸?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟?，所述接入設(shè)備與核心網(wǎng)設(shè)備之間用戶面的數(shù)據(jù)分層采用的控制技術(shù)包括 m)P層與TCP相對應(yīng)，面向非連接，不與對方建立連接，而是直接發(fā)送數(shù)據(jù)包；將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量壓縮成數(shù)據(jù)包的形式； GTP-U層在接入網(wǎng)與核心網(wǎng)之間進行消息的隧道傳輸。用戶面消息包括用戶數(shù)據(jù)、路徑和用戶面隧道管理等的信令消息。
9.如權(quán)利要求I所述的電力無線傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，所述核心網(wǎng)設(shè)備與所述電網(wǎng)主站之間采用SGi接口，為終端IP地址在電網(wǎng)主站的呈現(xiàn)點，完成IP數(shù)據(jù)的傳輸。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于OFDM的電力無線傳輸?shù)姆椒ǎY(jié)構(gòu)上，依據(jù)節(jié)省網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、降低數(shù)據(jù)傳輸時延的思路，采用扁平化的網(wǎng)絡(luò)部署方式，劃分為“終端—接入設(shè)備—核心網(wǎng)設(shè)備—電網(wǎng)主站”四層，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備IP化，在電網(wǎng)主站可通過IP地址唯一識別；無線通道上，“物理層—數(shù)據(jù)鏈路層—無線資源控制層”三層通信協(xié)議體系，每一層采用一定的技術(shù)方案，完成數(shù)據(jù)的上傳下達，最終在核心網(wǎng)設(shè)備中匯總整合，通過有線通信的方式與電網(wǎng)主站數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)電力數(shù)據(jù)傳輸。本發(fā)明將符合4G國際主流移動通信技術(shù)的發(fā)展趨勢的OFDM等關(guān)鍵技術(shù)與電力行業(yè)授權(quán)頻點結(jié)合，指導(dǎo)先進的無線通信技術(shù)在電力業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用，搭建合理的有競爭力的無線傳輸通道。
文檔編號H04W28/06GK102984754SQ20121043761
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日
發(fā)明者何清素, 賀金紅, 臧志斌, 林大朋, 富志偉, 李麗麗, 余斌 申請人:深圳市國電科技通信有限公司, 國網(wǎng)電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司