一種電力線載波通信網(wǎng)絡(luò)路由方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力通信技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種電力線載波通信網(wǎng)絡(luò)路由方法 和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力線載波通信（Powerline Communications，簡稱PLC)技術(shù)作為電力行業(yè)特有 的通信技術(shù)，擁有覆蓋范圍廣、成本低的巨大優(yōu)勢，在電力用戶用電信息采集系統(tǒng)領(lǐng)域得到 廣泛應(yīng)用。由于電力線載波信道的多變性，PLC網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋾r常變換且不可預(yù)測，造成鏈路 的建立和斷開。而基于邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的路由協(xié)議通過主動或者按需的方式探測路由線路并 在每個節(jié)點(diǎn)保存相應(yīng)的路由表信息。但是這種路由協(xié)議在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)環(huán)境應(yīng)用下會造成控 制包廣播風(fēng)暴的問題。如何在動態(tài)環(huán)境下尋找合適的路由，成為亟待解決的問題。
[0003] 在基于電力線載波通信的用電信息采集系統(tǒng)應(yīng)用中，由于電力線載波通信的傳輸 距離有限，需要通過中繼方式保證抄表覆蓋范圍，對于農(nóng)村、城鄉(xiāng)結(jié)合部等低密度住宅不能 做到全覆蓋，實(shí)施難度很大；而且低壓電力線窄帶載波速率低，實(shí)時性差，無法滿足遠(yuǎn)程預(yù) 付費(fèi)，遠(yuǎn)程拉合閘的需求。PLC通信系統(tǒng)所承載的電力用戶用電數(shù)據(jù)信息較為敏感，對通信 可靠性有著極高的要求。因此，在現(xiàn)有的用電信息采集系統(tǒng)中，如何在動態(tài)的載波信道環(huán)境 下尋找合適的路由，這已成為亟待解決的緊迫問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的用電信息采集系統(tǒng)通信可靠性不高的問題，本發(fā)明提 出了一種電力線載波通信網(wǎng)絡(luò)路由方法和系統(tǒng)。
[0005] 本發(fā)明的電力線載波通信網(wǎng)絡(luò)路由方法，包括：
[0006] 步驟A :發(fā)送節(jié)點(diǎn)向各鄰居節(jié)點(diǎn)廣播發(fā)送分布式協(xié)調(diào)功能協(xié)議DCF中的發(fā)送請求 幀 RTS ;
[0007] 步驟B :所述各鄰居節(jié)點(diǎn)計算各自的轉(zhuǎn)發(fā)延遲時間TCTS REQ，具有最小TCTS REQ的鄰居 節(jié)點(diǎn)向所述發(fā)送節(jié)點(diǎn)回復(fù)發(fā)送控制幀CTS ;
[0008] 步驟C :所述發(fā)送節(jié)點(diǎn)向所述具有最小TCTS REQ的鄰居節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包；
[0009] 步驟D :如果所述發(fā)送節(jié)點(diǎn)接收到所述具有最小TCTS REQ的鄰居節(jié)點(diǎn)返回的確認(rèn)字 符ACK，則發(fā)送成功；
[0010] 步驟E :接收到所述數(shù)據(jù)包的節(jié)點(diǎn)依次重復(fù)所述步驟A-D，直至所述數(shù)據(jù)到達(dá)目的 節(jié)點(diǎn)。
[0011] 本發(fā)明的電力線載波通信網(wǎng)絡(luò)路由方法，通過向各鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送RTS，將最先回復(fù) CTS的鄰居節(jié)點(diǎn)作為下一跳的節(jié)點(diǎn)，其他節(jié)點(diǎn)不再向發(fā)送節(jié)點(diǎn)回復(fù)CTS，有效減少了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 發(fā)過程的信令消息量，提高了轉(zhuǎn)發(fā)效率；同時通過各節(jié)點(diǎn)分別計算各自的轉(zhuǎn)發(fā)延遲時間，根 據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)延遲時間的長短，確定最先向發(fā)送節(jié)點(diǎn)回復(fù)CTS的鄰居節(jié)點(diǎn)，通過轉(zhuǎn)發(fā)延遲控制有 效減少了各鄰居節(jié)點(diǎn)之間的路由沖突。而且通過鄰居節(jié)點(diǎn)向發(fā)送節(jié)點(diǎn)回復(fù)ACK的方式，確 認(rèn)數(shù)據(jù)包是否發(fā)送成功，大大降低了丟包率。
[0012] 本發(fā)明的電力線載波通信網(wǎng)絡(luò)路由系統(tǒng)，包括：
[0013] 廣播發(fā)送模塊，用于發(fā)送節(jié)點(diǎn)向各鄰居節(jié)點(diǎn)廣播發(fā)送分布式協(xié)調(diào)功能協(xié)議DCF中 的發(fā)送請求幀RTS;
[0014] 廣播回復(fù)模塊，用于所述各鄰居節(jié)點(diǎn)計算各自的轉(zhuǎn)發(fā)延遲時間TCTS REQ，具有最小 TdREQ的鄰居節(jié)點(diǎn)向所述發(fā)送節(jié)點(diǎn)回復(fù)發(fā)送控制幀CTS;
[0015] 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊，用于所述發(fā)送節(jié)點(diǎn)向所述具有最小tcts_req的鄰居節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù) 包；
[0016] 成功發(fā)送模塊，用于如果所述發(fā)送節(jié)點(diǎn)接收到所述具有最小TCTS REQ的鄰居節(jié)點(diǎn)返 回的確認(rèn)字符ACK，則發(fā)送成功；
[0017] 數(shù)據(jù)到達(dá)模塊，用于接收到所述數(shù)據(jù)包的節(jié)點(diǎn)依次重復(fù)所述步驟A-D，直至所述數(shù) 據(jù)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。
[0018] 本發(fā)明的電力線載波通信網(wǎng)絡(luò)路由系統(tǒng)，通過向各鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送RTS，將最先回復(fù) CTS的鄰居節(jié)點(diǎn)作為下一跳的節(jié)點(diǎn)，其他節(jié)點(diǎn)不再向發(fā)送節(jié)點(diǎn)回復(fù)CTS，有效減少了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 發(fā)過程的信令消息量，提高了轉(zhuǎn)發(fā)效率；同時通過各節(jié)點(diǎn)分別計算各自的轉(zhuǎn)發(fā)延遲時間，根 據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)延遲時間的長短，確定最先向發(fā)送節(jié)點(diǎn)回復(fù)CTS的鄰居節(jié)點(diǎn)，通過轉(zhuǎn)發(fā)延遲控制有 效減少了各鄰居節(jié)點(diǎn)之間的路由沖突。而且通過鄰居節(jié)點(diǎn)向發(fā)送節(jié)點(diǎn)回復(fù)ACK的方式，確 認(rèn)數(shù)據(jù)包是否發(fā)送成功，大大降低了丟包率。
[0019] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變 得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明 書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。
[0020] 下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0021] 附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí) 施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0022] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的方法流程圖；
[0023] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例二的方法流程圖；
[0024] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例三的方法流程圖；
[0025] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例四的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)送節(jié)點(diǎn)的工作流程示意圖；
[0027]圖6為本發(fā)明實(shí)施例的鄰居節(jié)點(diǎn)的工作流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保 護(hù)范圍并不受【具體實(shí)施方式】的限制。
[0029] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的用電信息采集系統(tǒng)通信可靠性不高的問題，本發(fā)明提 出了一種電力線載波通信網(wǎng)絡(luò)路由方法和系統(tǒng)。本發(fā)明在電力線載波通信網(wǎng)絡(luò)路由方法中 引入競爭性來選擇下一跳的節(jié)點(diǎn)并向該節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。
[0030] 實(shí)施例一
[0031] 如圖1所示，本發(fā)明的電力線載波通信網(wǎng)絡(luò)路由方法，包括：
[0032] 步驟S101 :發(fā)送節(jié)點(diǎn)向各鄰居節(jié)點(diǎn)廣播發(fā)送分布式協(xié)調(diào)功能協(xié)議DCF中的發(fā)送請 求幀RTS;
[0033] 發(fā)送節(jié)點(diǎn)（包括源節(jié)點(diǎn)或中間轉(zhuǎn)發(fā)的節(jié)點(diǎn)）廣播DCF協(xié)議中的RTS幀，并等待鄰 居節(jié)點(diǎn)的回復(fù)。
[0034] 步驟S102:所述各鄰居節(jié)點(diǎn)計算各自的轉(zhuǎn)發(fā)延遲時間TCTS REQ，具有最小TCTS REQ的鄰 居節(jié)點(diǎn)向所述發(fā)送節(jié)點(diǎn)回復(fù)發(fā)送控制幀CTS;
[0035] 具有最小轉(zhuǎn)發(fā)延遲時間的節(jié)點(diǎn)最先向發(fā)送節(jié)點(diǎn)回復(fù)CTS幀，即贏得了路由競爭， 其余鄰居節(jié)點(diǎn)收到前述具有最小轉(zhuǎn)發(fā)延遲時間的節(jié)點(diǎn)廣播發(fā)送的CTS幀，就取消自身計時 器，放棄路由競爭。
[0036] 步驟S103:所述發(fā)送節(jié)點(diǎn)向所述具有最小TCTS REQ的鄰居節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包；
[0037] 發(fā)送節(jié)點(diǎn)確定最先回復(fù)CTS幀的鄰居節(jié)點(diǎn)為下一跳的節(jié)點(diǎn)，開始向該鄰居節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn) 發(fā)數(shù)據(jù)包，發(fā)送節(jié)點(diǎn)自身則依然攜帶數(shù)據(jù)包不丟棄。
[0038] 步驟S104 :如果所述發(fā)送節(jié)點(diǎn)接收到所述具有最小TCTS REQ的鄰居節(jié)點(diǎn)返回的確認(rèn) 字符ACK，則發(fā)送成功；
[0039] 如果所述發(fā)送節(jié)點(diǎn)未收到確認(rèn)字符ACK，則向所述具有最小TCTS REQ的鄰居節(jié)點(diǎn)重 新發(fā)送所述數(shù)據(jù)包；
[0040] 當(dāng)下一跳的節(jié)點(diǎn)（即路由競爭成功的鄰居節(jié)點(diǎn)）成功收到數(shù)據(jù)包后，要向發(fā)送節(jié) 點(diǎn)回復(fù)ACK幀，表明正確接收數(shù)據(jù)。發(fā)送節(jié)點(diǎn)收到ACK確認(rèn)包之后，才認(rèn)為數(shù)據(jù)包成功轉(zhuǎn)發(fā)， 本地刪除數(shù)據(jù)包，否則認(rèn)為數(shù)據(jù)包丟失，要重新發(fā)送數(shù)據(jù)包。由于載波信道的不可靠性，丟 包率往往較高，故引入ACK包是為了確保數(shù)據(jù)包成功發(fā)送。
[0041] 如果重新發(fā)送所述數(shù)據(jù)包的次數(shù)超過預(yù)設(shè)的最大閾值，則轉(zhuǎn)到步驟S101，發(fā)送節(jié) 點(diǎn)重新向