[發明專利]基于電力線載波的低碳園區群拓撲預測和授時方法及系統

在審

• 申請號: 202211277609.4
• 申請日: 2022-10-19
• 公開（公告）號: CN115694560A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 周振宇;王雨桐;張孫烜;曲睿;于海軍;廖斌;呂磊;王電鋼;李嘉周;吳斗;黃林;常健;劉蕭;陳語
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;國網四川省電力公司信息通信公司
• 主分類號: H04B3/54
• 分類號: H04B3/54;H04J3/06;H04L41/12
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 張淑枝

1.基于電力線載波的低碳園區群拓撲預測和授時方法，其特征在于，所述方法包括：

通過分析智慧園區群中智能網關和監測終端的實際分布情況及精準授時信息數據包，構建電力線載波授時系統模型；

基于電力線載波授時系統模型，在信干噪比約束下，通過優化電力線載波授時數據包的路徑選擇策略，構建優化問題；

獲取低碳智慧園區數據庫中存儲的歷史拓撲信息和電力線載波實時監測數據，進行監測終端拓撲情況預測，得到監測終端拓撲鄰接關系；

基于電力線載波實時監測數據中的監測終端間的信干噪比、監測終端拓撲鄰接關系和構建的優化問題，利用同步組博弈算法對授時信息數據包路徑的決策進行優化，得到最優授時決策結果，所述決策結果實現園區群監測終端以及電氣設備的時間同步。

2.根據權利要求1所述的基于電力線載波的低碳園區群拓撲預測和授時方法，其特征在于，所述分析智慧園區群中智能網關和監測終端的實際分布情況及精準授時信息數據包，具體為：

分析智慧園區群中智能網關和監測終端的實際分布情況，確定集合并表示為S＝{s₀,s₁,...,s_i,...,s_I}，其中s₀表示智能網關，s₁，s_i和s_I分別表示第1、i、I個監測終端；若園區的監測終端連接拓撲未知，則共考慮R輪授時過程，確定集合并表示為R＝{1,...,r,...,R}，其中1、r、R分別表示第1、r、R輪授時；

分析精準授時信息數據包，確定s_i為數據包發送端，為數據包接收端；把數據包路徑選擇指示變量用二進制變量表示，其中，表示第r輪授時中從s_i接收數據包，否則確定二進制變量為智能網關以及各監測終端間的拓撲連接指示變量，把表示為s_i與連接，否則

3.根據權利要求2所述的基于電力線載波的低碳園區群拓撲預測和授時方法，其特征在于，所述電力線載波授時系統模型包括：電力線載波授時數據包傳輸模型、授時時延模型和累計授時誤差模型；

構建所述電力線載波授時數據包傳輸模型，具體為：

考慮低碳智慧園區復雜電磁環境及噪聲干擾，基于正交頻分復用技術實現電力線載波授時數據包的傳輸，第r輪授時從s_i接收數據包的速率為：

其中，N_s為OFDM符號傳輸速率，為傳輸功率，表示路徑增益；其中，及σ₀分別為路徑頻率響應、電磁干擾及高斯白噪聲功率；表示信干噪比間隙，即抵抗信干噪比衰落的能力；其中，P_e表示目標誤碼率，Q^-1(x)表示的反函數；

構建所述授時時延模型；具體為：

將每輪授時劃分為若干個長度為τ的時隙，每個時隙開始時，s_i開始向連接的傳輸電力線載波授時數據包；在低碳智慧園區監測終端拓撲的多跳傳輸中，第r輪授時接收數據包的時延由發送端s_i接收數據包的時延和從s_i接收數據包的單跳傳輸時延兩部分組成，表示為：

其中，表示s_i接收數據包所經歷的時隙數，為從s_i接收數據包的單跳傳輸時延，表示為：

其中，U_r表示第r輪授時數據包的大小；

構建所述累計授時誤差模型，具體為：

確定第r輪接收數據包的累積授時誤差為：

其中，為第r輪授時從s_i接收數據包的累積授時誤差，即：

其中，表示第r輪授時從s_i接收數據包形成的單跳授時誤差，服從誤差均值為α，標準差為β的正態分布，即為第r輪授時s_i接收數據包的累積授時誤差。