[發(fā)明專利]一種基于時(shí)分復(fù)用機(jī)制的高時(shí)效低壓電力線通信組網(wǎng)算法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410796569.3
• 申請(qǐng)日: 2014-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN104780083A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃星;黃睿;周年榮;張林山;嚴(yán)玉廷;周曉方
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H04L12/28
• 分類號(hào): H04L12/28;H04L12/733;H04B3/54
• 代理公司: 北京聯(lián)瑞聯(lián)豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11411
• 代理人: 田怡春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能電網(wǎng)領(lǐng)域的高級(jí)測(cè)量體系，特別涉及一種基于時(shí)分復(fù)用機(jī)制的高時(shí)效低壓電力線通信組網(wǎng)算法。

背景技術(shù)

低壓電力線通信技術(shù)是采用低壓電力線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行載波數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N通信方式，因其網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量龐大、分布廣泛等特點(diǎn)，在集中抄表系統(tǒng)、樓宇自動(dòng)化控制等領(lǐng)域具有非常大的應(yīng)用潛力。但不同臺(tái)區(qū)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)各異、電力線信道高衰減、突發(fā)噪聲等特點(diǎn)將影響通信可靠性，因此，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)特性良好設(shè)計(jì)的自適應(yīng)組網(wǎng)算法對(duì)電力線通信技術(shù)的發(fā)展和集中抄表系統(tǒng)的應(yīng)用具有至關(guān)重要的意義。

故急需一種耗時(shí)短、有較好的時(shí)效性、抗干擾能力強(qiáng)的基于時(shí)分復(fù)用機(jī)制的高時(shí)效低壓電力線通信組網(wǎng)算法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種耗時(shí)短、有較好的時(shí)效性、抗干擾能力強(qiáng)的基于時(shí)分復(fù)用機(jī)制的高時(shí)效低壓電力線通信組網(wǎng)算法。

本發(fā)明中的一種基于時(shí)分復(fù)用機(jī)制的高時(shí)效低壓電力線通信組網(wǎng)算法，即利用幀內(nèi)路由信息，選擇到中心節(jié)點(diǎn)信道強(qiáng)度距離最短的路徑，保證組網(wǎng)時(shí)效性和網(wǎng)絡(luò)性能。

上述方案中，所述幀包含5個(gè)段：幀類型、源地址、下一跳地址、目的地址、數(shù)據(jù)流。當(dāng)發(fā)送組網(wǎng)相關(guān)幀數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)流段包含發(fā)送該幀的節(jié)點(diǎn)到中心節(jié)點(diǎn)的距離和路由路徑信息。

上述方案中，設(shè)定節(jié)點(diǎn)在時(shí)間片內(nèi)完成數(shù)據(jù)發(fā)送，一個(gè)節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，其它節(jié)點(diǎn)處于偵聽接收數(shù)據(jù)狀態(tài)，所有節(jié)點(diǎn)輪流占用信道發(fā)送一次數(shù)據(jù)為一個(gè)通信周期；子節(jié)點(diǎn)在監(jiān)聽到組網(wǎng)幀信息時(shí)，不在接下來的發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)間片發(fā)送組網(wǎng)回復(fù)幀，而是繼續(xù)監(jiān)聽一個(gè)周期，根據(jù)幀內(nèi)到中心節(jié)點(diǎn)距離和路由路徑信息，不斷比較并替換為距離最短路徑。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于：本發(fā)明提供一種耗時(shí)短、有較好的時(shí)效性、抗干擾能力強(qiáng)的基于時(shí)分復(fù)用機(jī)制的高時(shí)效低壓電力線通信組網(wǎng)算法。在時(shí)分復(fù)用信道接入機(jī)制上，以衡量信號(hào)強(qiáng)度的邏輯距離為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，能在組網(wǎng)時(shí)效性和網(wǎng)絡(luò)性能方面取得較好的平衡，易于應(yīng)用到集中抄表系統(tǒng)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為時(shí)分復(fù)用信道接入機(jī)制；

圖2為幀數(shù)據(jù)格式；

圖3為中心節(jié)點(diǎn)狀態(tài)機(jī)；

圖4為子節(jié)點(diǎn)狀態(tài)機(jī)；

圖5為200節(jié)點(diǎn)隨機(jī)分布測(cè)試；

圖6為節(jié)點(diǎn)并行收發(fā)數(shù)據(jù)模擬機(jī)制；

圖7為200節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)測(cè)試結(jié)果。

圖中：101、節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)間片102、所有節(jié)點(diǎn)輪詢一次的通信周期長(zhǎng)度103、當(dāng)前時(shí)間片下節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)104、當(dāng)前時(shí)間片下節(jié)點(diǎn)偵聽接收數(shù)據(jù)

201、幀數(shù)據(jù)類型202、發(fā)送該幀數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)地址203、該幀數(shù)據(jù)下一跳節(jié)點(diǎn)地址204、該幀數(shù)據(jù)目標(biāo)地址205、幀數(shù)據(jù)的有效負(fù)載數(shù)據(jù)段206、當(dāng)幀數(shù)據(jù)作為組網(wǎng)幀時(shí)，表示發(fā)送該幀的節(jié)點(diǎn)到中心節(jié)點(diǎn)距離207、當(dāng)幀數(shù)據(jù)作為組網(wǎng)幀時(shí)，表示發(fā)送該幀的節(jié)點(diǎn)到中心節(jié)點(diǎn)路由路徑

301、中心節(jié)點(diǎn)上電狀態(tài)302、中心節(jié)點(diǎn)空閑狀態(tài)303、中心節(jié)點(diǎn)等待子節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)回復(fù)幀狀態(tài)304、中心節(jié)點(diǎn)等待子節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)回復(fù)幀狀態(tài)305、中心節(jié)點(diǎn)等待子節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)修復(fù)回復(fù)幀狀態(tài)

401、子節(jié)點(diǎn)上電狀態(tài)402、子節(jié)點(diǎn)空閑狀態(tài)403、子節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)備發(fā)送組網(wǎng)回復(fù)幀狀態(tài)404、子節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)回復(fù)幀狀態(tài)405、子節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)備發(fā)送組網(wǎng)修復(fù)幀406、子節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)備發(fā)送組網(wǎng)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)幀狀態(tài)

501、低壓電力線網(wǎng)絡(luò)中單跳有效通信距離

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本發(fā)明是一種基于時(shí)分復(fù)用機(jī)制的高時(shí)效低壓電力線通信組網(wǎng)算法，即利用幀內(nèi)路由信息，選擇到中心節(jié)點(diǎn)信道強(qiáng)度距離最短的路徑，保證組網(wǎng)時(shí)效性和網(wǎng)絡(luò)性能。

設(shè)定節(jié)點(diǎn)在時(shí)間片Tslice(101)內(nèi)完成數(shù)據(jù)發(fā)送，一個(gè)節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)(103)，其它節(jié)點(diǎn)處于偵聽接收數(shù)據(jù)狀態(tài)(104)，所有節(jié)點(diǎn)輪流占用信道發(fā)送一次數(shù)據(jù)為一個(gè)通信周期Tcycle(102)；信號(hào)強(qiáng)度距離表示節(jié)點(diǎn)間信道可靠性，距離越小，信號(hào)強(qiáng)度越高。

1.算法幀結(jié)構(gòu)及分類