基于多頻段融合的配用電通信無(wú)線自組網(wǎng)方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及無(wú)線通信領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于多頻段融合的配用電通信無(wú)線自組 網(wǎng)方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 無(wú)線通信技術(shù)已深入到人們生活和工作的各個(gè)方面，包括日常使用的手機(jī)、無(wú)線 電話等，其中3G、WLAN、UWB、藍(lán)牙、寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)、數(shù)字電視都是21世紀(jì)最熱口的無(wú)線通信技 術(shù)的應(yīng)用，無(wú)線通信的物理屬性是波長(zhǎng)越長(zhǎng)、頻率越低，電磁波的繞射能力越強(qiáng)、陰影區(qū)越 小，環(huán)境適應(yīng)性越強(qiáng)。因此，在追求高可靠性、確定性的通信系統(tǒng)中SubG化通信網(wǎng)較1.SG^ 和2.4GHz網(wǎng)表現(xiàn)出更明顯的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于配用電信息網(wǎng)絡(luò)確定性強(qiáng)、可靠性高的特點(diǎn)，應(yīng)采用 SubG化頻段的信息網(wǎng)，運(yùn)其中的關(guān)鍵問題是SubG化網(wǎng)絡(luò)多形態(tài)多頻段通信業(yè)務(wù)的協(xié)同問 題。
[0003] 目前，我國(guó)SubG化頻段中230MHz作為獨(dú)占頻譜資源，一共十五對(duì)雙工頻點(diǎn)和十個(gè) 單工頻點(diǎn)受到全國(guó)無(wú)線電管理委員會(huì)批準(zhǔn)，并保護(hù)專供電力負(fù)荷管理系統(tǒng)使用。除此之外， 還包括新規(guī)劃的I趾E802.15.4g低數(shù)據(jù)速率無(wú)線智能計(jì)量公用事業(yè)網(wǎng)絡(luò)的物理層規(guī)范 433M/470M/780MHZS個(gè)頻段。傳統(tǒng)的SubG化無(wú)線通信系統(tǒng)由于技術(shù)復(fù)雜度高，一般僅選擇 單一形態(tài)單一頻段設(shè)備組網(wǎng)通信，在應(yīng)對(duì)寬帶干擾或=階互調(diào)干擾方面只能采取時(shí)間回退 操作，而運(yùn)項(xiàng)技術(shù)也只有個(gè)別研究團(tuán)體實(shí)現(xiàn)，并且在時(shí)間確定性上不能保證。
[0004] 智能電網(wǎng)正在我國(guó)積極不斷地建設(shè)和發(fā)展，它將向著智能、互動(dòng)、低碳、節(jié)能、高效 等多方向發(fā)展，運(yùn)為解決能源危機(jī)W及促進(jìn)社會(huì)和諧帶來(lái)巨大的影響。智能電網(wǎng)是一個(gè)覆 蓋整個(gè)國(guó)家的龐大網(wǎng)絡(luò)，在其中的各個(gè)環(huán)節(jié)上進(jìn)行改進(jìn)都會(huì)為能源、國(guó)家、社會(huì)帶來(lái)不可忽 視的影響。電力通信接入網(wǎng)是建設(shè)智能電網(wǎng)的重要組成部分，建設(shè)該系統(tǒng)符合國(guó)際電網(wǎng)技 術(shù)發(fā)展的方向。在電力通信接入網(wǎng)中，保持電力通信系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性是至關(guān)重要的環(huán) 節(jié)，采集終端在與系統(tǒng)主站之間進(jìn)行遠(yuǎn)程通信時(shí)必須保證安全、可靠和實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸，否 則整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行和運(yùn)營(yíng)管理將面臨重大的挑戰(zhàn)。目前，用戶用電網(wǎng)絡(luò)具有節(jié)點(diǎn)分散、環(huán)境 復(fù)雜等特點(diǎn)，光纖專網(wǎng)、無(wú)線專網(wǎng)、無(wú)線公網(wǎng)等多種通信方式在電力通信接入網(wǎng)中共存的局 面不可避免，如何合理地選用相應(yīng)的遠(yuǎn)程通信技術(shù)并實(shí)現(xiàn)各種通信技術(shù)的統(tǒng)一接入與管理 顯得至關(guān)重要。在運(yùn)種形勢(shì)下，當(dāng)前智能電網(wǎng)通信技術(shù)的選擇應(yīng)走先期選擇一種無(wú)線寬帶 接入網(wǎng)技術(shù)建設(shè)智能電力通信接入網(wǎng)。由于配電網(wǎng)絡(luò)呈面狀分布，且密度大，終端數(shù)量較 多。在網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域W內(nèi)的變電所，智能終端，智能傳感設(shè)備等等均可實(shí)現(xiàn)信息的接入，但 由于覆蓋能力的有限、頻率的干擾W及高層建筑物的遮擋使得一些終端節(jié)點(diǎn)處于信號(hào)盲區(qū) 地帶且分布零散。在保持目前的投資規(guī)模，不盲目擴(kuò)建基站數(shù)量的前提下，如何增加信號(hào)覆 蓋邊緣地區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度，如何讓處于盲區(qū)的節(jié)點(diǎn)可W接入到寬帶無(wú)線通信平臺(tái)里，運(yùn)成為 了一個(gè)迫在眉睫的問題。而無(wú)線自組網(wǎng)靈活的多跳路由可W有效的將信號(hào)盲區(qū)通信節(jié)點(diǎn)的 數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)叫盘?hào)穩(wěn)定的節(jié)點(diǎn)上，再匯聚傳輸?shù)綄拵o(wú)線通信平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的接 力傳輸。但在現(xiàn)有技術(shù)中，無(wú)論是設(shè)備廠家還是負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的設(shè)計(jì)院，在無(wú)線自組織網(wǎng)的 節(jié)點(diǎn)部署上，一直做得比較粗放，隨意性強(qiáng)。主要的原因是一來(lái)沒有運(yùn)方面的理論依據(jù)；二 是雙方也沒有在運(yùn)個(gè)問題上進(jìn)行過研究。節(jié)點(diǎn)部署的好壞直接影響著網(wǎng)絡(luò)的壽命和性能。 對(duì)于多頻段融合無(wú)線自組織技術(shù)的無(wú)線通信系統(tǒng)用于電力系統(tǒng)配電網(wǎng)建設(shè)更是設(shè)及較少 且不成熟

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種基于多頻段融合的配用電通信無(wú)線自組網(wǎng)方法，W解 決上述問題。
[0006] 本發(fā)明提供的一種基于多頻段融合的配用電通信無(wú)線自組網(wǎng)方法及系統(tǒng)，包括： 建立多頻段融合無(wú)線自組網(wǎng)協(xié)議模型，對(duì)所述多頻段融合無(wú)線自組網(wǎng)協(xié)議模型中的適配層 的標(biāo)準(zhǔn)帖格式進(jìn)行擴(kuò)展，加入描述和指示實(shí)時(shí)調(diào)度信息，用于多頻段多信道傳輸和業(yè)務(wù)數(shù) 據(jù)流調(diào)度，進(jìn)行多頻段自組網(wǎng)的多頻段適配。
[0007] 進(jìn)一步，所述多頻段融合無(wú)線自組網(wǎng)協(xié)議模型包括
[0008] 應(yīng)用層，用于通過用戶應(yīng)用進(jìn)程為用戶提供應(yīng)用和服務(wù)；
[0009] 還包括傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、適配層、數(shù)據(jù)鏈路層、媒體接入層和物理層，所述多頻段包 括230MHz、433MHz、470MH和780MHz。
[0010] 進(jìn)一步，根據(jù)確定性調(diào)度分配的節(jié)點(diǎn)間的時(shí)隙偏移和跳信道過程的信道質(zhì)量，選 取最佳的路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
[0011] 進(jìn)一步，對(duì)所述多頻段融合無(wú)線自組網(wǎng)協(xié)議模型中的適配層的標(biāo)準(zhǔn)帖格式進(jìn)行擴(kuò) 展包括當(dāng)一個(gè)報(bào)文使用多個(gè)適配層頭時(shí)，按Mesh編址頭、調(diào)度頭、廣播頭和分片頭進(jìn)行順序 裝載。
[0012] 進(jìn)一步，將應(yīng)用層劃分出一個(gè)應(yīng)用子層，所述應(yīng)用層設(shè)置有應(yīng)用層主狀態(tài)機(jī)，所述 應(yīng)用子層設(shè)置有應(yīng)用支持子層主狀態(tài)機(jī)和應(yīng)用支持子層接收狀態(tài)機(jī)；
[0013] 所述應(yīng)用層主狀態(tài)機(jī)用于管理用戶應(yīng)用進(jìn)程、設(shè)備應(yīng)用進(jìn)程W及調(diào)用應(yīng)用支持子 層服務(wù)請(qǐng)求原語(yǔ)；
[0014] 所述應(yīng)用支持子層接收狀態(tài)機(jī)用于解析協(xié)議，調(diào)用上層服務(wù)指示原語(yǔ)或者進(jìn)入主 狀態(tài)機(jī)執(zhí)行服務(wù)響應(yīng)原語(yǔ)；
[0015] 所述應(yīng)用支持子層主狀態(tài)機(jī)用于網(wǎng)絡(luò)管理、安全管理、報(bào)文聚合與解聚W及調(diào)用 傳輸層服務(wù)請(qǐng)求原語(yǔ)。
[0016] 進(jìn)一步，分別將確定性調(diào)度所產(chǎn)生的時(shí)隙偏移和跳信道過程中所選信道的信道質(zhì) 量作為權(quán)值，同時(shí)將I Pv6傳感網(wǎng)子網(wǎng)轉(zhuǎn)換為分別W所述兩組權(quán)值組成的兩個(gè)加權(quán)圖，根據(jù) 所述加權(quán)圖生成延時(shí)最小，且信道質(zhì)量最佳的路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
[0017] 進(jìn)一步，在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置多個(gè)能量管理器，所述能量管理器的進(jìn)程運(yùn)行于路由 設(shè)備內(nèi)部，每個(gè)能量管理器分別管理各自的多個(gè)子節(jié)點(diǎn)設(shè)備。
[0018] 進(jìn)一步，對(duì)子節(jié)點(diǎn)設(shè)備采用深度休眠、射頻休眠和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)緩存，并通過能量管理 進(jìn)程進(jìn)行節(jié)能參數(shù)的動(dòng)態(tài)設(shè)置，當(dāng)被監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)波動(dòng)較小的時(shí)，控制子節(jié)點(diǎn)設(shè)備自動(dòng)增加自 身休眠時(shí)間。
[0019] 本發(fā)明還提供一種基于多頻段融合的配用電通信無(wú)線自組網(wǎng)系統(tǒng)，主控單元、外 部接口單元、無(wú)線傳輸單元和電源單元；
[0020] 所述無(wú)線傳輸單元，通過建立多頻段融合無(wú)線自組網(wǎng)協(xié)議模型，對(duì)所述多頻段融 合無(wú)線自組網(wǎng)協(xié)議模型中的適配層的標(biāo)準(zhǔn)帖格式進(jìn)行擴(kuò)展，加入描述和指示實(shí)時(shí)調(diào)度信 息，對(duì)多頻段多信道傳輸和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流調(diào)度，進(jìn)行多頻段自組網(wǎng)的多頻段適配。
[0021] 進(jìn)一步，所述多頻段融合無(wú)線自組網(wǎng)協(xié)議模型包括
[0022] 應(yīng)用層，用于通過用戶應(yīng)用進(jìn)程為用戶提供應(yīng)用和服務(wù)；
[0023] 還包括傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、適配層、數(shù)據(jù)鏈路層、媒體接入層和物理層，所述多頻段包 括230MHz、433MHz、470MH和780MHz;
[0024] 所述無(wú)線傳輸單元包括
[0025] 硬件抽象層模塊，用于硬件驅(qū)動(dòng)和boot 1 oader;
[0026] 中間層模塊，用于提供時(shí)間同步中間件、調(diào)度算法中間件、無(wú)線路由算法中間件、 系統(tǒng)管理中間件、安全管理中間件W及自適應(yīng)跳信道中間件；
[0027] 應(yīng)用層模塊，用于網(wǎng)絡(luò)資源管理、