一种面向配用电通信的用户调度方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种面向配用电通信的用户调度方法，属于电力信息通信技术领域。
【背景技术】
[0002] 电力通信系统是智能电网建设的基础。智能电网的建设涵盖智能发电、智能输电、 智能变电、智能配电、智能用电及智能调度等多个环节，而通信信息技术是智能电网建设的 核屯、支撑平台。在智能电网中的配用电环节，有配电网开关站、配电室、环网柜、柱上开关、 配电变压器、分布式能源站点、电动汽车充电站、配电线路、用户小区集中器等多种中低压 配用电设施。运些设施的遥"、集抄、远程抄表、视频监控、语音调度等业务将源源不断地 产生各种不同类型的信息数据。为了实现配电自动化与用电信息采集，需要将运些信息数 据及时、准确、安全地传输至主站。除传统的光纤通讯外，智能电网的建设也越来越依赖先 进的无线通讯技术的应用，智能输电环节中的输电线路状态监测系统的应用对无线通讯的 实时性、可靠性和通讯带宽也提出了更高的要求。
[0003] 为了实现该类电力信息通信需求，根据实际情况的不同，可W考虑采用铺设通信 光缆、载波通信、利用无线公网、建设无线专网等不同方法。运些技术方法各自具有不同的 特点与优缺点。其中，建设无线专网具有覆盖面广、施工难度相对较低、实施周期相对较短、 组网灵活等优势，已成为实现配用电通信的重要技术手段。
[0004] 在配用电无线专网中，主要有远端射频单元（RRU)与基带单元度BU)两类设备需 要被安置，其中远端射频单元被安置在目标覆盖区域内，W保障目标区域的无线信号覆盖 与业务数据承载；而基带单元则通常被安置在中屯、机房中。运两类设备通常通过光纤相连， 且一个基带单元通常可W支持多个远端射频单元。 阳〇化]在配用电无线专网中，各类用户通常具有不同的业务类型，对通信系统的要求也 不尽相同。例如安全设备对通信系统的延时和可靠性要求最高；集抄用户数量较大，却对通 信实时性要求较低；视频监控业务对速率要求较高，对传输时延也有一定的要求。业务的多 样性对通信系统的调度提出了新的要求。首先，基站需要在特定的调度周期中确定哪些用 户的哪些业务将被调用，对延时要求较高的用户具有较高的调度优先级；第二，基站需要分 配与被调用的用户进行通信的远程射频单元，选择不同的用户与远程射频单元的配对，对 各用户的通信速率W及系统的吞吐量具有较大的影响；
[0006] 针对该问题，传统的无线通信用户调度方法通常W比例公平或者最大化吞吐量作 为准则，无法满足配用电无线专网业务多样性与特殊性的要求。
【发明内容】
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种面向配用电通信的用户调度方法。
[0008] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
[0009] 一种面向配用电通信的用户调度方法，当到达调度周期时，首先确定各用户各业 务已等待时间，W及在最近若干个调度周期内的各个用户接入信道的统计信道状态信息， 根据各用户已等待时间和统计信道状态信息，采用最大等待时延约束条件下的最大化吞吐 量的准则进行用户调度，W及远端射频单元与用户的配对；所述统计信道状态信息包括信 道接收相关阵和信噪比。
[0010] 各用户不断产生一种或一种W上业务数据，每种业务均具有特定的时延约束。
[0011] 所述统计信道状态信息的计算由若干个调度周期组成的时间窗口内的信道估计 值计算；
[0012] 第U个用户的信道接收相关阵R。为，
[0014] 其中，M为远端射频单元数目，K为时间窗口内的信道样本个数，为IVk的共辆 转置操作，IVk为第k个信道样本第U个用户到基站的信道估计值； 阳01引第U个用户到第m个远端射频单元的信噪比SNRu,m为，
[0016] SNRu,m=Puru,m/〇2
[0017] 其中，P。为第U个用户的发送功率，ru,m为R。的第m个对角元素，。2为加性高斯 白噪声，mG[1，M]。
[0018] 用户调度W及远端射频单元与用户的配对的过程为，
[0019] 步骤一，定义调度用户集合诊，远端射频单元集合Q;
[0020] 步骤二，判断各用户的各个业务已等待时间是否超过对应的最大时延约束，如果 是，则将业务加入一级业务池，否则加入二级业务池；
[0021] 步骤S，在到达调度周期时，确定一级业务池中的用户集合ir，对于IT中的每个用 户，根据信噪比确定与之配对的远端射频单元，并将配对后的远端射频单元加入远端射频 单元集合Q; 阳0巧与第U个用户配对的远端射频单元q。=argmaxmSNRu,m;
[0023] 步骤四，定义除去ir中的用户，剩余的用户用集合U表示；
[0024] 定义调度用户集合初始化巧={/+，对于U中的每个用户，根据信噪比确定与之 配对的远端射频单元，如果配对后的远端射频单元为Q中的元素，则将对应的用户加入调 度用户集合
[00巧]当下一个调度周期到来之前，只激活Q中的远端射频单元，其余远端射频单元无 需激活，在调度用户集合^和与之配对的远端射频单元集合Q之间，进行多用户空分多址 通信。
[00%] 本发明所达到的有益效果：1、本发明提供了一种面向配用电分布式无线通信系统 的用户调度W及用户与远端射频单元配对方法，该方法将根据已等待时间是否超过最大时 延约束，将各用户业务投入一级业务池和二级业务池，调度方法首先根据一级业务池的需 求分配远程射频单元，然后在二级业务池中选择用户业务，W最大化吞吐量的准则进行用 户调度，能够在满足用户业务时延约束的情况下充分利用无线通信系统带宽；2、本发明与 普通调度方法比较，解决了系统用户业务需求的多样性要求，在保障高可靠性需求业务最 大等待时延的条件下，充分利用多个远端射频单元，与多个用户进行空分多址通信，使得系 统吞吐量最大。
【附图说明】
[0027] 图1为配用电分布式无线通信系统的示意图。
[002引图2为本发明的流程图。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合附图对本发明作进一步描述。W下实施例仅用于更加清楚地说明本发明 的技术方案，而不能W此来限制本发明的保护范围。
[0030] 如图1所示，为配用电分布式无线通信系统的示意图，在无线专网的覆盖范围内， 散布了若干配用电设备。运些配用电设备在运行过程中将不断产生各种电力信息数据，包 括遥"、集抄、远程抄表、视频监控、语音调度等。系统包括一个配置分布式多天线的基 站，W及多个配置单天线的配用电设备，基站由远端射频单元、光纤和基带单元组成。远端 射频单元主要包括天线与射频单元，分布在小区的各个位置，其主要功能为接收无线终端 发送的射频无线信号，并将接收到的射频信号通过光纤传输到基带单元；基带单元负责基 带信号处理，根据远端射频单元送来的信号进行数字解调。多个配用电设备分布在小区内， 每个终端配置一个天线。由于基站采用了分布式多天线，各配用电设备可就近连接，通过无 线通信接入小区，独立进行数据传输，然后将信息数据通过电力系统自有的光纤骨干网传 输至电力主站系统进行处理。
[0031] 在本实施例中，配用电设备被称为用户，配用电设备需要传输的业务被称为用户 业务。假设单小区（1个基带单元）范围内一共