基于5G-TSN的电力设备时间同步方法技术

本发明专利技术公开了一种基于5G

Time synchronization method of power equipment based on 5g-tsn

【技术实现步骤摘要】
基于5G
‑
TSN的电力设备时间同步方法


[0001]本专利技术涉及电力设备时间同步
，具体是一种基于5G
‑
TSN的电力设备时间同步方法。

技术介绍

[0002]近年来，国家电网积极推进智能电网建设。随着电力信息采集、配电自动化等技术的迅速发展，对实时、可靠、高效的新型通信技术提出了迫切的需求。故障保护方面，对通信性能要求最高，可靠性>99.99％，时延<10ms。此外，电力系统中的各设备之间的需要时钟同步，同步误差<20μs才能保证智能电网有效地正常运行。
[0003]当前的智能电网的数据交换和故障保护主要通过有线网络来实现，但是随着5G移动通信系统的不断发展，5G智能电网得到了业界的广泛关注。5G智能电网可以实现分布式配电、变电站作业监护及电网态势感知等多中新型应用，通过5G智能电网，电力工作人员可以利用超高清摄像头监控输电线路和配电设施，能够及时发现故障隐患，节省80％的现场巡检人力物力。通过5G技术的超低时延和超高可靠性，电网线路故障能够快速定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于5G
‑
TSN的电力设备时间同步方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：5G基站向电力设备发送参考时间信息；S2：电力设备进行9号系统消息块SIB9消息接收，获取时间信息；S3：电力设备生成定位参考信号PRS，并发送该定位参考信号PRS至5G基站，用于执行到达时间TOA测量；S4：5G基站检测定位参考信号PRS，并进行时延估计；S5：5G基站发送一个随机接入响应RAR的控制信号，用TA命令调整或反馈估计时延给电力设备；S6：电力设备根据接收到的TA命令调整本设备的当前时间信息；S7：各电力设备之间数据通信时，附着当前时间戳在数据包中。2.如权利要求1所述的基于5G
‑
TSN的电力设备时间同步方法，其特征在于：S1中，5G基站向电力设备发送参考时间信息，该参考时间信息使用特定于5G无线电接口的RRC和SIB9消息转发到电力设备。3.如权利要求1所述的基于5G
‑
TSN的电力设备时间同步方法，其特征在于：S2中，电力设备进行9号系统消息块SIB9消息接收，获取时间信息的方法为：2a)电力设备解码物理广播信道PBCH获取主信息块MIB消息；2b)电力设备从MIB消息中获取1号系统消息块SIB1消息并根据SIB1指示发送SIB9请求消息；2c)基站接收到电力设备的SIB9请求消息后，发送SIB9消息；2d)电力设备接收基站反馈的SIB9消息并从SIB9中获取时间信息。4.如权利要求1所述的基于5G
‑
TSN的电力设备时间同步方法，其特征在于：S3中，电力设备生成定位参考信号PRS，并发送该定位参考信号PRS至5G基站的方法为：3a)电力设备生成伪随机序列；3b)电力设备根据伪随机序列，生成PRS参考信号序列；3c)电力设备发送PRS信号。5.如权利要求1所述的基于5G
‑
TSN的电力设备时间同步方法，其特征在于：S4中，5G基站检测定位参考信号PRS，并进行时延估计的方法为：4a)待估计传播时延量表示为：τ＝τ
c
+τ
f
＝α
·
T
s
+τ
f
其中，T
s
＝T/N为采样间隔，T为系统的采样周期，τ
c
和τ
f
分别表示整数倍采样间隔和小数倍采样间隔，α为一个整数；基站对第γ个接收信号的采样可以表示为：其中，h为信道冲击响应，为卷积操作，x(kT
s
)为发送信号，n(γT
s
)为高斯噪声；4b)计算定时度量函数，定时度量函数计算方式为：其中，d
PRS
为本地生成的PRS，θ
′
为待估计的同步点；P
ac
(θ
′
)为PRS周期相关项，表示当前周期PRS所占OFDM符号与下一周期PRS所占OFDM符号的相关值：
其中，为当前PRS周期与下一PRS周期间隔的信号样本数；能量项P(θ
′
)为：因此，待判决的混合相关值为：4c)通过最大化混合相关值，对最强的相关峰进行判决，利用相关峰强度与位置可获得检测结果，通过y(γT
s
)中的信号相关操作后可估计出α：估计出后，可以得到时域整数倍粗估计为4d)时域估计出之后，只包含小数倍时延的信号可表示为：对y(kT
s
)做FFT变换可以得到y(kT
s
)对应的频域信号；4e)采用有限迭代提高估计精度；对于第L次估计即L
‑
1此迭代，假设第i次估计得到的小数时延为迭代结束后，计算接收信号后小数时延：因此，可得到最终估计时延为6.如权利要求3所述的基于5G
‑
TSN的电力设备时间同步方法，其特征在于：2a)中，电力设备解码PBCH获取MIB消息，在5G无线接入网络中MIB消息是电力设备与网络进行初始接入和切换过程中需读取的基本消息；MIB内容在80ms周期内相同，相同的MIB在SS突发集内的所有SSB上传输。7.如权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩伟，张峰，刘磊，马伟东，刘超，韩源，段文岩，王阳，乔利红，李晓辉，张喜庆，王先文，李欢洋，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：