[發明專利]中繼節點和通信方式的選擇方法、通信傳輸方法和系統

有效

• 申請號: 202110211355.5
• 申請日: 2021-02-25
• 公開（公告）號: CN113015222B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 謝廣成;曾妍;程瑛穎;鄭可;鄒波;駱凱波;蘇宇;程小明
• 申請（專利權）人: 國網重慶市電力公司營銷服務中心;國家電網有限公司
• 主分類號: H04W36/00
• 分類號: H04W36/00;H04W36/30;H04W40/10;H04W40/22;H04B17/336
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 崔翠翠

本發明涉及通信領域，公開了中繼節點和通信方式的選擇方法、通信傳輸方法和系統，方法包括：獲取各個節點電力線傳輸和無線信道傳輸的信道質量參數；判斷各個節點中源節點的信道質量參數是否大于發送閾值；是則不獲取所述中繼節點；否則基于所述的方法獲取最佳中繼節點；基于最佳中繼節點獲取源節點到目的節點的通信鏈路。本發明可實現在加入中繼節點傳輸后能夠有效維持源節點到目的節點的通訊質量目的，通過卷積神經網絡基于源節點周圍空閑節點分布信息得到中繼節點，避免在源節點周圍隨意選取中繼節點，可更為有利維持源節點到目的節點的通訊質量。

技術領域

本發明涉及通信領域，具體是指中繼節點和通信方式的選擇方法、通信傳輸方法和系統。

背景技術

隨著通信技術的發展，電力線載波和無線通信的物理層進行融合，采用統一的基帶信號，其中HPLC基帶芯片與電力驅動電路組成傳統的有線寬帶電力載波通信，HPLC基帶芯片與微功率天線射頻模塊組成了無線寬帶通信，HPLC基帶芯片將根據線路狀態和通信質量切換通信模式。

有線寬帶電力載波通信又稱為電力線通信，無線寬帶通信又稱為無線通信。

在電力線通信中影響通信質量的因素。當發生斷路故障時，斷路相電壓為0,該線路上智能電表、集中器與該管轄區內的監測主站之間的通信都將被中斷；當發生多相故障時，保護裝置會很快切除故障，線路上幾乎沒有噪聲但故障點處對于載波高頻信號仍將呈現較大的高頻阻抗，載波信號在故障點將發生折反射；當發生單相接地故障時，由于配電網允許且只允許單相接地后系統帶故障運行一段時間，此時載波通道情況復雜，損耗很大，但故障點處對于高頻信號仍將產生較大的高頻阻抗，載波信號發生折反射。因此當線路斷路時，通信中斷，接收信號消失，接收端都將丟失接收數據；當線路發生接地故障時，配電網允許系統帶故障運行一段時間，但故障點高頻阻抗使載波信號發生折射，線路接收端的載波機將接收到折射亂碼信號。同時，電力線信道里的噪聲影響，電力線由于自身的物理特性，其網絡結構復雜，連接負載較多，且經常發生變化，所以電力線載波信道里有大量不同性質的噪聲，這些連續性、周期性和隨機性的噪聲將嚴重影響通信的可靠性。

而無線通信更容易受到外界環境的干擾，比如雨雪天氣導致無線信號的衰減，當雨滴和波長一樣小時，就會成為數據通信的障礙。而且點對點無線通信的高度依賴于終端之間的路徑，例如在城市或者大山里受到建筑和樹木干擾非常明顯。同時，在無線載波信道中，由于無線穿透能力弱，在傳播途中容易受到各種障礙物的干擾，信號在傳播過程中可能會出現反射、繞射和散射或者直接被吸收，導致無線信號的衰弱。

正常狀態下，集中器會定時采集智能電表數據并存儲到本地，同時將數據定時發給遠端主站，但是當源節點與目的節點之間通信質量較差(即源節點記錄的電力線或者微功率無線天線信道質量評估系數小于閾值)，會改變當前的通信模式，通過微功率無線信道或者電力線載波信道將源節點的數據發送至潛在的中繼節點。系統將根據中繼節點與目的節點不同模式下的信道質量、源節點與中繼節點間的信道容量，完成中繼節點與中繼之間通信模式的選擇。

其中，源節點和配對節點均為具有電力線載波和無線雙模通信能力的智能電表，起到中繼節點和發送節點的功能，發送節點需要實時記錄最新的雙模信道評估系數。而目的節點是用電信息采集的集中器。默認情況下，源節點與中繼節點之間采用微功率的無線通信模式，中繼節點與目的節點之間通過電力線載波的方式通信。

而節點之間的協作并不是一開始就存在的，即中繼節點不是必須存在的，在切換到中繼協作之前，源節點首先向目的節點發送數據，如果目的節點收到的信噪比足夠高，則代表傳輸質量良好，則無需中繼節點的參與，可以成功地對接收到的信號進行譯碼。如果信噪比比較低時不能成功接收或者正確譯碼，那么目的節點將會向源節點和中繼節點反饋接收失敗標志，隨后才會轉換為中繼協作模式，這時已經被成功篩選并建立好連接的中繼節點將從源節點收到的數據進行放大轉發到目的節點。

但現有技術并未基于通信質量選取源節點周圍的空閑節點作為中繼節點，不利于有效維持源節點和目的節點之間的通訊質量，因此我們迫切需要中繼節點和通信方式的選擇方法、通信傳輸方法和系統。