[发明专利]一种基于业务优先级的电力无线专网资源分配方法

说明书

一种基于业务优先级的电力无线专网资源分配方法，所述方法首先根据电力用户业务优先级、用户速率最低要求、公平性准则及QoS需求，以最大化共存系统总效用为目标函数构建最优化分配模型；再用考虑KKT条件的改进拉格朗日乘数法对最优化分配模型的不等式约束问题求最优解，得到授权频段和非授权频段的最优分配方案，使得各优先级的电力用户在满足速率、带宽、吞吐量、时延要求的前提下，选择最佳的载波频段及资源单元进行信息传输。本发明将聚合授权频段与非授权频段，利用空闲频段提供宽带无线接入服务，并通过资源分配算法优化载波聚合系统，使有限的频谱资源能够满足电力应急通信的需求，为电力生产的应急通信提供了有力的信息传输支撑。

技术领域

本发明涉及一种电力无线专网资源分配方法，特别是一种基于OFDM、频谱聚合、频谱感知以及LTE技术等无线通信技术，利用空闲频段提供宽带无线接入服务的方法，属于通信技术领域。

背景技术

日新月异的无线通信技术快速地推进着整个社会的信息化进程,无处不在的高质量数据业务和多媒体通信是构建信息社会的目标。现阶段无线通信的一个研究方向，智能电网(Smart Grid)的核心概念就是将先进的通信技术应用在电网通信之中，提高电力行业的通信能力。智能电网所要求的新一代电力网络中，电力的调配与管理均应当建立在良好的发用电双方通信能力与强大的计算能力的基础上，从而保证整个电力网络的高效控制、能源效率、可靠性与安全性。所谓智能电网这一概念的设计，正是为了解决从发电侧，经由输电环节，配电环节，最终达到用电户这一电力管道上的信息传输问题，在保证最基础的实现电力资源从发电端到用电端连通的功能之上，构建一个功能更为复杂的，有着更好效果的电力系统，便是构建智能电网的目标。智能电网的一个公认的特点在于其对传统电网的底层引入了大量的嵌入式设备(包括用于响应数据层面需求的传感器、继电器、智能电表等设备)，不论其采用怎样的集中分层结构，都将面临把数量众多的终端的信息整合接入数据层面的问题。在这样的需求下，无线网络因其在部署、接入、维护、扩展性能方面的强大的灵活性，成为了解决这一问题的首选。在这一方面，普遍的研究都趋向于采用各种各样的无线网络实现形式，而避免采用有线网络。因而，在智能电网中部署无线网络成为了更加具体的研究方向。

在这一方向上，LTE(Long Term Evolution,长期演进)是世界各国共同的选择。不论是基于公网LTE的解决方案，还是我国独有的为电网通信建设的LTE230专网，电力信息通信需求以其不同于传统移动通信的“小数据、多接入、多业务”特点为无线通信技术带来了新的挑战。其中一大核心问题是电力行业本身被分配的频谱资源缺乏，采用传统的无线专网资源分配方法不能满足电力应急通信的需求，无法为电力生产的应急通信需求提供有力的信息传输支撑。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术之弊端，提供一种基于业务优先级的电力无线专网资源分配方法，利用有限的频谱资源为电力生产的应急通信需求提供有力的信息传输支撑。

本发明所述问题是以下述技术方案解决的：

一种基于业务优先级的电力无线专网资源分配方法，所述方法首先根据电力用户业务优先级、用户速率最低要求、公平性准则及QoS需求，以最大化共存系统总效用为目标函数构建最优化分配模型；再用考虑KKT条件的改进拉格朗日乘数法对最优化分配模型的不等式约束问题求最优解，得到授权频段和非授权频段的最优分配方案，使得各优先级的电力用户在满足速率、带宽、吞吐量、时延要求的前提下，选择最佳的载波频段及资源单元进行信息传输。

上述基于业务优先级的电力无线专网资源分配方法，所述方法包括以下步骤：

a.在保证用户QoS需求的前提下，以最大化共存系统总效用为目标函数构建最优化分配模型：