一種基于時(shí)分復(fù)用機(jī)制的高時(shí)效低壓電力線(xiàn)通信組網(wǎng)算法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 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(xiàn)通信組網(wǎng)算法。
【背景技術(shù)】
[0002] 低壓電力線(xiàn)通信技術(shù)是采用低壓電力線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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。
[0003] 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(xiàn)通信組網(wǎng)算法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述問(wèn)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(xiàn)通信組網(wǎng)算法。
[0005] 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(xiàn)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。
[0006] 上述方案中，所述幀包含5個(gè)段：幀類(lèi)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。
[0007] 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(tīng)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(tīng)到組網(wǎng)幀信息時(shí)，不在接下來(lái)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(tīng)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。
[0008] 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(xiàn)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(shuō)明】
[0009] 為了更清楚地說(shuō)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(jiàn)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(lái)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。
[0010] 圖1為時(shí)分復(fù)用信道接入機(jī)制；
[0011] 圖2為幀數(shù)據(jù)格式；
[0012] 圖3為中心節(jié)點(diǎn)狀態(tài)機(jī)；
[0013] 圖4為子節(jié)點(diǎn)狀態(tài)機(jī)；
[0014] 圖5為200節(jié)點(diǎn)隨機(jī)分布測(cè)試；
[0015] 圖6為節(jié)點(diǎn)并行收發(fā)數(shù)據(jù)模擬機(jī)制；
[0016] 圖7為200節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)測(cè)試結(jié)果。
[0017] 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(xún)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(tīng)接收數(shù)據(jù)
[0018] 201、幀數(shù)據(jù)類(lèi)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
[0019] 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)
[0020] 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)
[0021] 501、低壓電力線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中單跳有效通信距離
【具體實(shí)施方式】
[0022] 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(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0023] 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(xiàn)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。
[0024] 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(tīng)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T CyCle(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。
[0025] 1.算法幀結(jié)構(gòu)及分類(lèi)
[0026] 如圖2所示，組網(wǎng)算法的網(wǎng)絡(luò)層幀結(jié)構(gòu)包括幀類(lèi)型Type (201)、源地址 SrcAddr (202)、下一跳地址 NextAddr (203)、目的地址 DstAddr (204)、數(shù)據(jù)流 Data (205)共 5部分。各段功能如0所示：
[0027] 表1幀數(shù)據(jù)各段功能
[0028]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于時(shí)分復(fù)用機(jī)制的高時(shí)效低壓電力線(xiàn)通信組網(wǎng)算法，其特征在于，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。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于時(shí)分復(fù)用機(jī)制的高時(shí)效低壓電力線(xiàn)通信組網(wǎng)算法， 其特征在于，所述幀包含5個(gè)段：幀類(lèi)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。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于時(shí)分復(fù)用機(jī)制的高時(shí)效低壓電力線(xiàn)通信組網(wǎng)算法， 其特征在于，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(tīng)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(tīng)到 組網(wǎng)幀信息時(shí)，不在接下來(lái)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(tīng)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。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于時(shí)分復(fù)用機(jī)制的高時(shí)效低壓電力線(xiàn)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。采用上述技術(shù)方案制成了一種耗時(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(xiàn)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)。
【IPC分類(lèi)】H04L12-28, H04L12-733, H04B3-54
【公開(kāi)號(hào)】CN104780083
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410796569
【發(fā)明人】黃星, 黃睿, 周年榮, 張林山, 嚴(yán)玉廷, 周曉方
【申請(qǐng)人】云南電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院
【公開(kāi)日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2014年12月22日