一種電力線通信網(wǎng)絡(luò)中繼選擇方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力線載波通信和用電信息采集技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電力線通信 網(wǎng)絡(luò)中繼選擇方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電力線通信網(wǎng)絡(luò)中，一般有一個中心節(jié)點和多個從節(jié)點組成，節(jié)點之間的通信 主要是中心節(jié)點和各個從節(jié)點之間的通信。在從節(jié)點和中心節(jié)點通信的過程中，存在著信 道隨機衰落和噪聲干擾等不利因素，這些因素影響著電力線通信的性能和通信鏈路質(zhì)量， 限制了電力線通信的傳輸距離。由于電力線通信的傳輸距離受限，通常會采用中繼傳輸?shù)?方法增加傳輸距離和提高覆蓋率。實際上，電力線通信網(wǎng)絡(luò)是一個包含了多跳的分層的網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu)，節(jié)點和中心節(jié)點之間的通信往往包含了多個路徑和鏈路。
[0003] 中心節(jié)點負責控制和管理整個網(wǎng)絡(luò)，可以獲得和保存到各個從節(jié)點之間的鏈路信 息，而且可以獲得所有子節(jié)點的上一級中繼信息，協(xié)議Q/⑶W 1376.2-2013規(guī)定，中心節(jié)點 可以對任意從節(jié)點選擇中繼進行傳輸，但中心節(jié)點選擇從節(jié)點的中繼方法協(xié)議沒有明確規(guī) 定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種電力線通信網(wǎng)絡(luò)中繼選擇方法，旨在解決現(xiàn)有從節(jié)點與中心節(jié) 點進行中繼通信時無法選擇最佳的中繼節(jié)點的問題。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的電力線通信網(wǎng)絡(luò)中繼選擇方法包括如下步驟：
[0006] 1)根據(jù)每個從節(jié)點的上一級中繼路由信息，獲得整個網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)；
[0007] 2)根據(jù)電力線通信網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，獲取指定從節(jié)點與中心節(jié)點之間存在的通信路 徑；
[0008] 3)根據(jù)信號品質(zhì)信息，獲取每個通信路徑中從節(jié)點與上一級中繼以及上一級中繼 與中心節(jié)點之間的信號品質(zhì)，計算每個通信路徑的信號品質(zhì)；
[0009] 4)對各個通信路徑的信號品質(zhì)進行比較，選擇信號品質(zhì)最大的通信路徑作為最終 的通信路徑，即為指定從節(jié)點選定了中繼節(jié)點。
[0010]每個通信路徑的信號品質(zhì)qn的計算方式為：
其中，i 為通信路徑包含的跳數(shù)，qni為通信路徑η中第i跳的信號品質(zhì)。
[0011]如果信號品質(zhì)最大的通信路徑不止一條，則在信號品質(zhì)最大的通信路徑集合中選 擇中繼次數(shù)最少的通信路徑作為最終的通信路徑。
[0012]如果在信號品質(zhì)最大的通信路徑集合中存在不止一個中繼次數(shù)最少的通信路徑， 則在該中繼次數(shù)最少的通信路徑集合中隨機選擇一個通信路徑作為最終的通信路徑。
[0013]該方法適用于當指定從節(jié)點與其上一級中繼節(jié)點之間通信中斷時，重新選擇新的 上一級中繼節(jié)點的情況。
[0014] 所述信號品質(zhì)是傳輸距離的函數(shù)，且傳輸距離越大，信號品質(zhì)越低。
[0015] 本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的方法根據(jù)協(xié)議Q/GDW 1376.2-2013規(guī)定的能夠獲得 的信號品質(zhì)和上一級中繼匯報信息，首先利用從節(jié)點和中心節(jié)點之間的信號品質(zhì)和上一級 中繼匯報信息，獲取整個網(wǎng)絡(luò)的拓撲信息，然后根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)和鏈路信號品質(zhì)，獲得 最佳通信路徑，即指定了節(jié)點的中繼節(jié)點，使得信號品質(zhì)最佳，保證信號的傳輸質(zhì)量，提高 了電力線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃院蛡鬏斁嚯x。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本實施例電力線通信網(wǎng)絡(luò)中繼選擇方法模塊和流程圖；
[0017] 圖2為本實施例的網(wǎng)絡(luò)拓撲生成和信號品質(zhì)計算流程圖；
[0018] 圖3為本實施例中繼節(jié)點重新選擇流程圖；
[0019] 圖4為本實施例中電力線通信網(wǎng)路的物理拓撲結(jié)構(gòu)圖；
[0020] 圖5為本實施例中電力線通信網(wǎng)路的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖；
[0021] 圖6為本實施例中指定的從節(jié)點與中心節(jié)點的最佳通信路徑示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細說明。
[0023 ]本實施例的電力線通信網(wǎng)絡(luò)中繼選擇方法包括如下步驟：
[0024] 1)根據(jù)每個從節(jié)點的上一級中繼路由信息，獲得整個網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)；
[0025] 2)根據(jù)電力線通信網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，獲取指定從節(jié)點與中心節(jié)點之間存在的通信路 徑；
[0026] 3)根據(jù)信號品質(zhì)信息，獲取每個通信路徑中從節(jié)點與上一級中繼以及上一級中繼 與中心節(jié)點之間的信號品質(zhì)，計算每個通信路徑的信號品質(zhì)q n;
[0027] 4)對各個通信路徑的信號品質(zhì)進行比較，選擇信號品質(zhì)最大的通信路徑作為最終 的通信路徑，即為指定從節(jié)點選定了中繼節(jié)點。
[0028] 具體來說，對于步驟1)，根據(jù)協(xié)議Q/⑶W 1376.2-2013協(xié)議報文的規(guī)定，中心節(jié)點 可以對各個從節(jié)點進行查詢，查詢的信息包括上一級中繼路由信息、信號品質(zhì)等信息，其 中，ig號品質(zhì)的值為1_15,其中1表不最低品質(zhì)。
[0029] 根據(jù)從節(jié)點和中心節(jié)點之間的信號品質(zhì)和上一級中繼路由信息，可獲取整個網(wǎng)絡(luò) 的拓撲結(jié)構(gòu)。具體為:可以根據(jù)中心節(jié)點的匯報信息，找出與中心節(jié)點直接通信的節(jié)點；然 后，根據(jù)與中心節(jié)點直接通信的節(jié)點的路由信息，找出所有以與中心節(jié)點直接通信的節(jié)點 為上一級中繼從而和中心節(jié)點進行通信的節(jié)點，以此類推，最獲取成整個網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。
[0030] 對于步驟2)，根據(jù)上述的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，可獲取指定從節(jié)點與中心節(jié)點之間存在 的通信路徑；
[0031] 對于步驟3)，根據(jù)信號品質(zhì)信息，獲取每個通信路徑中從節(jié)點與上一級中繼以及 上一級中繼與中心節(jié)點之間的信號品質(zhì)，計算每個通信路徑的信號品質(zhì)q n，具體計算公式 為
，其中，i為通信路徑包含的跳數(shù)，qni為通信路徑η中第 i跳的信號品質(zhì)。
[0032]下面可結(jié)合附圖2，對于上述步驟1)~3)進行如下闡述：
[0033] a.初始化:i = 0,且已選節(jié)點集合為空。
[0034] b.第i級路徑查找，其中，查找方法如下：如果i = 0，說明是直連通路，直接查找出 能與中心節(jié)點直接通信的節(jié)點，如果i>〇,說明是非直連通路，查找出所有以第i-Ι級節(jié)點為 上一級中繼從而和中心節(jié)點進行通信的節(jié)點。
[0035] c.根據(jù)是否找到路徑，進行下一步驟的處理。如果未找到路徑，則跳轉(zhuǎn)到步驟d;如 果找到合適的路徑，則根據(jù)節(jié)點和上一級中繼之間的鏈路信號品質(zhì)以及上一級中繼和中心 節(jié)點之間的鏈路品質(zhì)，計算該節(jié)點和中心節(jié)點之間的鏈路品質(zhì)，其中，該節(jié)點和中心節(jié)點之 間的路徑信號品質(zhì)計算方法為：
[0036]
[0037] 其中，i為通信路徑包含的跳數(shù)，qni為通信路徑η中第i跳的信號品質(zhì)，可以通過信 息查詢模塊獲得。
[0038] d.判斷是否遍歷所有節(jié)點：如果是，網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)生成和信號品質(zhì)結(jié)束；如果否， 則：i = i+l，并且判斷是否滿足條件：i = 15,如果滿足，則結(jié)束。否則，跳轉(zhuǎn)到步驟二，重復進 行。
[0039] 對于步驟4)如果節(jié)點和中心節(jié)點之間需要通過中繼進行通信，則需要中心節(jié)點指 定一個節(jié)點作為該節(jié)點與中心節(jié)點之間通信的中繼，其中，中心節(jié)點指定從節(jié)點的中繼的 規(guī)則為：
[0040] qx=max{qi, . . .