[发明专利]基于电力无线专网的认知无线电频谱检测方法

说明书

本发明涉及一种基于电力无线专网的认知无线电频谱检测方法，属于无线通信技术领域。该方法首先采集类业务终端周期性地对非授权频率进行频谱感知；频谱服务器基于地理信息，融合判决是否存在频谱空洞；采集类业务终端传输采集类业务数据；控制类业务终端传输控制类业务数据。本发明方法方法基于电力采集类和控制类业务的数据传输要求，采用计量类业务终端作为认知无线电的频谱感知节点，有效地检测频谱空洞，提高电力无线专网的网络吞吐量，并可以有效降低控制类业务的传输延时。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种基于电力无线专网的认知无线电频谱检测方法。

背景技术

随着智能电网的飞速发展，现有的无线网络资源已经无法满足电网各类通信业务的多样化需求。由于频谱分配历史等原因，电力行业现有授权可用的频段只有基于230MHz频率的40个离散频点，每个频点25kHz带宽，共1MHz带宽。面对配网自动化、计量自动化，电动汽车桩、视频监控业务、能源互联网等各类电力业务的发展，无线专网覆盖终端数量的迅速增长，通信服务类业务和信息化业务呈爆发式增长，1MHz带宽的频谱是远远不够的，海量数据并发采集势必带来数据无线传输的丢包及延时。认知无线电技术的引入可在充分使用现有电力授权频谱的基础上，增加非授权频谱的使用，从而有效解决智能电网无线网络面临频谱资源紧张、频谱资源利用率较低等问题。

由于频谱资源利用率偏低，在空域、时域和频域都会出现对于当前通信冗余的、可以被利用的频率资源，这些频率资源被称为频谱空洞。认知无线电的基本思路就是在不影响授权频段的正常通信的基础上，具有一定感知能力的无线通信设备可以按照某种机会方式来接入授权的频段内，并动态地利用频谱空洞。如果一种通信系统中能完成如下的功能：具备认知功能，以“机会方式”接入频谱的次级用户能够通过对频谱的感知和分析，智能地使用空闲频谱并避免对拥有授权频段的主用户形成干扰；而主用户以最高的优先级使用被授权的频段。当主用户要使用授权频段时，次级用户需要及时停止使用频谱，将信道让给主用户，那么当前频谱效率低下的现状将得以大大的改善。在本发明的应用背景下，电力业务终端为次级用户，以期通过使用223-235MHz频段内非授权的频率，提高电力无线专网的吞吐量。

现有的认知无线电频谱感知的专利比较丰富，例如CN1885741A认知无线电系统的授权用户信号检测方法、US10555180B2 Systems,methods,and devices for electronicspectrum management、CN101123477A认知无线电频谱感测用长延迟生成技术的系统、方法和装置。这些专利都是基于一般的应用场景的分析，如果认知无线电的感知节点的数量有限，不能达到一个比较良好的检查效果。因此如何克服现有技术的不足是目前无线通信技术领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种基于电力无线专网的认知无线电频谱检测方法，该方法基于电力采集类和控制类业务的数据传输要求，采用计量类业务终端作为认知无线电的频谱感知节点，有效地检测频谱空洞，提高电力无线专网的网络吞吐量，并可以有效降低控制类业务的传输延时。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

基于电力无线专网的认知无线电频谱检测方法，包括如下步骤：

步骤S1：采集类业务终端周期性地对非授权频率进行频谱感知；

步骤S2：频谱服务器基于地理信息，融合判决是否存在频谱空洞；

步骤S3：采集类业务终端传输采集类业务数据；

步骤S4：控制类业务终端传输控制类业务数据。

进一步，优选的是，步骤S1的具体方法为：

采集类业务终端的单位时隙包括频谱感知时隙和数据传输时隙；在频谱感知时隙，采集类业务终端采用前导序列检测的方式进行主用户检测；