[發(fā)明專利]一種集中式電力線載波通信網(wǎng)的組網(wǎng)方法及拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210195664.9
• 申請(qǐng)日: 2012-06-14
• 公開（公告）號(hào): CN102904609A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪佩琳;熊宛星;薛開平;李保龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B3/54
• 分類號(hào): H04B3/54
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司 11252
• 代理人: 馬佑平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及低壓電力線載波通信領(lǐng)域，尤其涉及一種集中式電力線載波通信網(wǎng)中的組網(wǎng)方法及拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。

背景技術(shù)

電力線網(wǎng)絡(luò)是一種分布范圍最廣的網(wǎng)線，利用電力線網(wǎng)進(jìn)行通信可以充分利用廣泛的電網(wǎng)資源，節(jié)約資源并降低成本。低壓電力線載波通信，是指通過調(diào)制技術(shù)將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為高頻的模擬信號(hào)，通過現(xiàn)有的低壓電力線進(jìn)行傳輸?shù)囊环N通信方式，以充分利用電網(wǎng)進(jìn)行通信。

目前，低壓電力線載波通信主要應(yīng)用在自動(dòng)抄表系統(tǒng)、智能燈控系統(tǒng)及具有較高傳輸速率的寬帶通信的因特網(wǎng)接入等領(lǐng)域。參考圖1所示，圖1為典型的集中式低壓電力網(wǎng)側(cè)的基本結(jié)構(gòu)，為天然成簇的樹狀結(jié)構(gòu)，在配電變壓器的低壓側(cè)的通常安裝有集中器，其為三相供電，通常選取一相作為電力線載波通信信號(hào)的通道，而終端智能儀表如電表則無規(guī)律地發(fā)散狀地連接到集中器上，通過集中器訪問各智能儀表來進(jìn)行抄表，實(shí)現(xiàn)抄表的自動(dòng)化。

而對(duì)于目前的低壓電力網(wǎng)的抄表系統(tǒng)，一方面由于電力網(wǎng)自身的復(fù)雜性及速度低，存在抄表成功率低的問題，為了提高抄表的成功率，可以采用更高性能的網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備，來輔助提高通信速度，但這會(huì)增加系統(tǒng)的能耗，提高系統(tǒng)的成本。另一方面，現(xiàn)有的組網(wǎng)方法也導(dǎo)致抄表的成功率低，現(xiàn)有的組網(wǎng)方法中，每個(gè)終端都進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，中繼的數(shù)量過多，報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)競(jìng)爭(zhēng)激烈，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載大，影響抄表的成功率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種集中式電力線載波通信網(wǎng)的組網(wǎng)方法，合理配置中繼數(shù)量，減小網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，提高抄表速度和成功率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案：

一種集中式電力線載波通信網(wǎng)的組網(wǎng)方法，主節(jié)點(diǎn)中存儲(chǔ)有所有從節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)信息，該標(biāo)識(shí)信息按照預(yù)定順序排列，配置為至少N層子網(wǎng)的組網(wǎng)方法，該方法包括:

S1，配置第1層子網(wǎng)：按照標(biāo)識(shí)信息的順序，主節(jié)點(diǎn)依次對(duì)所有的從節(jié)點(diǎn)發(fā)送邀請(qǐng)包，在第1預(yù)定時(shí)間T1內(nèi)，將向主節(jié)點(diǎn)應(yīng)答邀請(qǐng)包的從節(jié)點(diǎn)配置為第1中繼節(jié)點(diǎn)或第1普通節(jié)點(diǎn)；

S2，n從2至N依次取值，N≥2，執(zhí)行配置第n層子網(wǎng)的步驟：按照標(biāo)識(shí)信息的順序，主節(jié)點(diǎn)通過第1中繼節(jié)點(diǎn)至第n-1中繼節(jié)點(diǎn)依次向未被配置的從節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)邀請(qǐng)包，在第n預(yù)定時(shí)間Tn內(nèi)，將向主節(jié)點(diǎn)應(yīng)答邀請(qǐng)包的從節(jié)點(diǎn)配置為第n中繼節(jié)點(diǎn)或第n普通節(jié)點(diǎn)，各第n中繼節(jié)點(diǎn)選擇一個(gè)第n-1中繼節(jié)點(diǎn)為其父中繼；

其中，S1和S2中將向主節(jié)點(diǎn)應(yīng)答邀請(qǐng)包的從節(jié)點(diǎn)配置為中繼節(jié)點(diǎn)或普通節(jié)點(diǎn)的步驟為：應(yīng)答邀請(qǐng)包的從節(jié)點(diǎn)為第j層的入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，第j層各入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)第j層其他入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)是否為中繼節(jié)點(diǎn)，若檢測(cè)到中繼節(jié)點(diǎn)，該第j層入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)為第j普通節(jié)點(diǎn)，否則，該第j層入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)為第j中繼節(jié)點(diǎn)，j＝1或j＝n。

可選地，第n-1中繼節(jié)點(diǎn)為多個(gè)，S2中各第n中繼節(jié)點(diǎn)選擇一個(gè)第n-1中繼節(jié)點(diǎn)為其父中繼的步驟為：各第n中繼節(jié)點(diǎn)選擇與其通信質(zhì)量最優(yōu)的一個(gè)第n-1中繼節(jié)點(diǎn)作為父中繼。

可選地，T1至Tn依次增加，主節(jié)點(diǎn)通過第一中繼節(jié)點(diǎn)至第n-1中繼節(jié)點(diǎn)依次向未被配置的從節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)邀請(qǐng)包的步驟具體為：

m從1至n-1依次取值，執(zhí)行步驟：各個(gè)第m中繼節(jié)點(diǎn)在第m預(yù)定時(shí)間Tm內(nèi)發(fā)送邀請(qǐng)包至其子中繼的第m+1中繼節(jié)點(diǎn)，其子中繼的第m+1中繼節(jié)點(diǎn)在第m預(yù)定時(shí)間Tm之后轉(zhuǎn)發(fā)邀請(qǐng)包。

可選地，各個(gè)第m中繼節(jié)點(diǎn)在Vm時(shí)間轉(zhuǎn)發(fā)邀請(qǐng)包，邀請(qǐng)包中攜帶子中繼的第m+1中繼節(jié)點(diǎn)的等待時(shí)間TWm+1=Tm-Vm，其子中繼的第m+1中繼節(jié)點(diǎn)等待TWm+1之后，在第m+1預(yù)定時(shí)間Tm+1之內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)邀請(qǐng)包。

可選地，在所述S2之后，還存在未配置的從節(jié)點(diǎn)，則繼續(xù)執(zhí)行步驟S1和S2。

可選地，在步驟S1之后，還包括為至少一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)設(shè)置備用節(jié)點(diǎn)的步驟，為一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)設(shè)置備用節(jié)點(diǎn)的步驟包括：一個(gè)第i中繼節(jié)點(diǎn)將其所有子節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)信息發(fā)送給一個(gè)第i普通節(jié)點(diǎn)，并將該第i普通節(jié)點(diǎn)記錄為其備用節(jié)點(diǎn)以及將該記錄信息發(fā)送至主節(jié)點(diǎn)，1≤i≤N。

可選地，所述第i普通節(jié)點(diǎn)為與所述第i中繼節(jié)點(diǎn)通信質(zhì)量最優(yōu)的一個(gè)普通節(jié)點(diǎn)。

此外，本發(fā)明還提供了由上述組網(wǎng)方法形成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌撏負(fù)渚W(wǎng)絡(luò)包括N層子網(wǎng)，其中：

第n層子網(wǎng)包括至少一個(gè)第n中繼節(jié)點(diǎn)，或者包括至少一個(gè)第n中繼節(jié)點(diǎn)和第n普通節(jié)點(diǎn)，1≤n≤N，第1層子網(wǎng)為主節(jié)點(diǎn)的子網(wǎng)，第n層子網(wǎng)為第n-1層子網(wǎng)的子網(wǎng)，第n普通節(jié)點(diǎn)的信號(hào)覆蓋范圍與第n中繼節(jié)點(diǎn)的信號(hào)覆蓋范圍部分重疊，第n中繼節(jié)點(diǎn)之間的信號(hào)覆蓋范圍不重疊。