一种电力应急通信系统的多AP协作功率控制方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电力应急通信系统的多AP协作功率控制方法和系统，涉及无线通信领域，解决了电力应急通信系统的数据传输能力低和信号覆盖范围小的问题，本发明专利技术通过增加无线接入过程中的用户类型，并调整部分协议帧结构，具化相关字段用于指示新增的用户类型，结合AP协作技术和软频率复用技术设计了频谱资源分配方法和AP中心功率控制方法，与现有的技术相比，本发明专利技术有效提高了数据传输能力，在站点承载能力相近条件下，提高了信号覆盖范围。提高了信号覆盖范围。提高了信号覆盖范围。

【技术实现步骤摘要】
一种电力应急通信系统的多AP协作功率控制方法和系统


[0001]本专利技术涉及一种无线通信
，更具体地说，它涉及一种电力应急通信系统的多AP协作功率控制方法和系统。

技术介绍

[0002]电力通信系统主要包含光纤通信、电力无线专网通信和电力无线公网通信三种数据通信方式。当重大自然灾害发生时电力通信系统有可能受到严重破坏，进而影响各个电力设备的正常运行，甚至会导致整个电网的瘫痪。
[0003]现有技术中的电力应急通信系统通过布置多个无线接入点（Access Point，AP）为灾区电力设备提供本地无线网络覆盖，但布置的多个AP之间，进行频率复用时会产生同频干扰，其中，协作空间复用（Coordinated Spatial Reuse，CSR）技术，通过AP间协作，联合控制各自发射功率，减小了AP间同频干扰，明显提高了数据传输速率。然而，协作空间复用技术在密集型场景下存在重叠基本服务集（Overlapping Basic Service Set，OBSS），处在OBSS区域内的用户仍会受到严重干扰。协作正交频分多址（Coordinated Orthogonal Frequency Division Multiple Access，C
‑
OFDMA）技术，通过AP间协作，为不同AP分配正交的频谱资源，从而消除AP间干扰，明显扩大网络覆盖范围。但是，其频谱效率低下，导致通信系统数据传输能力下降。
[0004]因此，如何增大电力应急通信系统的数据传输能力和信号本地覆盖能力是我们目前急需解决的问题。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中的电力应急通信系统的数据传输能力低和信号覆盖范围小的问题，本专利技术的目的是提供一种电力应急通信系统的多AP协作功率控制方法和系统。本专利技术通过增加无线接入过程中的用户类型，并调整部分协议帧结构，具化相关字段用于指示新增的用户类型；结合AP协作技术和软频率复用技术设计了频谱资源分配算法和AP中心功率控制算法，与现有的技术相比，本专利技术有效提高了数据传输能力，在站点承载能力相近条件下，提高了信号覆盖范围。
[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：第一方面，提供了一种电力应急通信系统的多AP协作功率控制方法，包括：接入点发送信标帧，站点根据所述信标帧的RSSI值选择关联相应的接入点；确定所述接入点中的主接入点和从接入点，所述从接入点向所述主接入点发送交换帧，所述交换帧包括对关联的站点与接入点产生干扰的接入点的第一RSSI；根据所述RSSI值和所述第一RSSI值计算所述站点的SINR值，根据所述SINR值判断所述站点是否处于OBSS区域内；将处于OBSS区域的站点识别为第一站点，将不处于OBSS区域的站点识别为第二站点，对处于OBSS区域内的第一站点的用户类型进一步识别，对第一站点的识别结果和第二
站点分配频谱资源，所述主接入点根据所分配的频谱资源确定向不处于OBSS区域的第二站点传输数据的最优发射功率值；所述主接入点向从接入点发送trigger帧，指示所述从接入点向所述第二站点传输数据时的发送功率为所述最优发射功率值，以及指示所述从接入点对第一站点的识别结果和第二站点分配频谱资源。
[0007]进一步的，多个站点接收多个接入点所发送的多个信标帧后，计算多个所述信标帧的多个RSSI值，并关联多个所述RSSI值中的最大值所对应的接入点；所述交换帧还包括与所述从接入点关联站点的MAC地址信息，以及所述从接入点关联站点通过所述信标帧获取的所述接入点的MAC地址信息。
[0008]进一步的，根据所述SINR值判断所述站点是否处于OBSS区域内具体包括：设定划分OBSS区域的第一SINR阈值，若所述SINR值大于所述第一SINR阈值，则与所述SINR值所对应的第二站点不处于OBSS区域内，得到第一区域集。
[0009]进一步的，对处于OBSS区域内的第一站点的用户类型进一步识别具体包括：设定所述站点的数据最小传输速率所需的第二SINR阈值；当所述SINR值小于等于所述第一SINR阈值且大于所述第二SINR阈值时，则第三站点处于所述第一站点中，得到第二区域集；当所述SINR值小于等于所述第二SINR阈值时，对所述第一RSSI值进行更新获得多个第二RSSI值，根据所述RSSI值和所述第二RSSI值计算所述站点的第一SINR值；当所述第一SINR值大于所述第二SINR阈值时，则第四站点处于所述第一站点中，得到第三区域集；当所述第一SINR值小于等于所述第二SINR阈值时，则第五站点处于所述第一站点中，得到第四区域集。
[0010]进一步的，对所述第一RSSI值进行更新获得多个第二RSSI值具体包括：控制对所述第一站点产生干扰的接入点的发射功率下调3dB。
[0011]进一步的，将通信系统中的总带宽划分为N+1份第一正交频谱资源单元，将一份所述第一正交频谱资源单元进一步划分为N份第二正交频谱资源单元，其中，N表示进行协作的接入点总个数；确定与多个所述接入点相关联站点的第一集合，确定所述第一集合和第四区域集的交集为第二集合，将所述第二正交频谱资源单元分配给所述第二集合内的用户，且所述第二正交频谱资源单元不在多个所述接入点之间复用；确定所述第二区域集和第三区域集的并集为第三集合，确定所述第三集合与所述第一集合的交集为第四集合，将所述第一正交频谱资源单元分配给第四集合内的用户，且所述第一正交频谱资源单元在所述第二站点所关联接入点和协作接入点之间进行复用；根据第二集合和第四集合所分配的第一正交频谱资源单元和第二正交频谱资源单元的份数确定第一区域集所分配的正交频谱资源单元的份数。
[0012]进一步的，根据所述SINR值和频谱资源计算通信系统的信道容量和，当所述信道容量和达到最大值时，计算所述主接入点向第二站点传输数据的最优发射功率值。
[0013]进一步的，计算所述主接入点向第二站点传输数据的最优发射功率值，具体包括：步骤A，将N个协作接入点的发射功率下调值的组合确定为第五集合，将所述第五
集合中每个元素按列存入矩阵中，所述第五集合包括种发射功率下调值的组合方式；步骤B，调取所述矩阵中的第i列元素，将其作为发射功率下调值的任意一种组合；步骤C，根据所述任意一种组合计算所述接入点的第一发射功率，根据所述第一发射功率对所述接入点的RSSI值进行更新获得第三RSSI值；步骤D，根据所述RSSI值和第三RSSI值计算所述站点的第二SINR值；步骤E，基于SINR值和第二SINR阈值确定无法传输数据的站点的个数，根据无法传输数据的站点的个数和站点的总数计算通信系统的干扰度；步骤F，若干扰度小于等于干扰度阈值，则向下执行步骤G，否则，令i=i+1，返回步骤B执行；步骤G，计算并存储所述任意一种组合下通信系统所达到的信道容量和；步骤H，若，令i=i+1，返回步骤B执行；若，调取矩阵中使信道容量和达到最大值的第i列元素，根据第i列元素对应的发射功率下调值计算所述主接入点向第二站点传输数据的最优发射功率值。
[0014]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力应急通信系统的多AP协作功率控制方法，其特征在于，包括：接入点发送信标帧，站点根据所述信标帧的RSSI值选择关联相应的接入点；确定所述接入点中的主接入点和从接入点，所述从接入点向所述主接入点发送交换帧，所述交换帧包括对关联的站点与接入点产生干扰的接入点的第一RSSI值；根据所述RSSI值和所述第一RSSI值计算所述站点的SINR值，根据所述SINR值判断所述站点是否处于OBSS区域内；将处于OBSS区域的站点识别为第一站点，将不处于OBSS区域的站点识别为第二站点，对处于OBSS区域内的第一站点的用户类型进一步识别，对第一站点的识别结果和第二站点分配频谱资源，所述主接入点根据所分配的频谱资源确定向不处于OBSS区域的第二站点传输数据的最优发射功率值；所述主接入点向从接入点发送trigger帧，指示所述从接入点向所述第二站点传输数据时的发送功率为所述最优发射功率值，以及指示所述从接入点对第一站点的识别结果和第二站点分配频谱资源。2.根据权利要求1所述的一种电力应急通信系统的多AP协作功率控制方法，其特征在于，多个站点接收多个接入点所发送的多个信标帧后，计算多个所述信标帧的多个RSSI值，并关联多个所述RSSI值中的最大值所对应的接入点；所述交换帧还包括与所述从接入点关联站点的MAC地址信息，以及所述从接入点关联站点通过所述信标帧获取的所述接入点的MAC地址信息。3.根据权利要求1所述的一种电力应急通信系统的多AP协作功率控制方法，其特征在于，根据所述SINR值判断所述站点是否处于OBSS区域内具体包括：设定划分OBSS区域的第一SINR阈值，若所述SINR值大于所述第一SINR阈值，则与所述SINR值所对应的第二站点不处于OBSS区域内，得到第一区域集。4.根据权利要求1所述的一种电力应急通信系统的多AP协作功率控制方法，其特征在于，对处于OBSS区域内的第一站点的用户类型进一步识别，具体包括：设定所述站点的数据最小传输速率所需的第二SINR阈值；当所述SINR值小于等于所述第一SINR阈值且大于所述第二SINR阈值时，则第三站点处于所述第一站点中，得到第二区域集；当所述SINR值小于等于所述第二SINR阈值时，对所述第一RSSI值进行更新获得多个第二RSSI值，根据所述RSSI值和所述第二RSSI值计算所述站点的第一SINR值；当所述第一SINR值大于所述第二SINR阈值时，则第四站点处于所述第一站点中，得到第三区域集；当所述第一SINR值小于等于所述第二SINR阈值时，则第五站点处于所述第一站点中，得到第四区域集。5.根据权利要求4所述的一种电力应急通信系统的多AP协作功率控制方法，其特征在于，对所述第一RSSI值进行更新获得多个第二RSSI值具体包括：控制对所述第一站点产生干扰的接入点的发射功率下调3dB。6.根据权利要求4所述的一种电力应急通信系统的多AP协作功率控制方法，其特征在于，将通信系统中的总带宽划分为N+1份第一正交频谱资源单元，将一份所述第一正交频谱资源单元进一步划分为N份第二正交频谱资源单元，其中，N表示进行协作的接入点总个数；
确定与多个所述接入点相关联站点的第一集合，确定所述第一集合和第四区域集的交集为第二集合，将所述第二正交频谱资源单元分配给所述第二集合内的用户，且所述第二正...

【专利技术属性】
技术研发人员：张颉，杨迎春，常政威，周剑，傅宁，唐超，刘锦隆，白晖峰，李里，刘喆，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：