[发明专利]一种低压电力载波通讯网络优化方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及低压电力载波技术领域，尤其是涉及一种低压电力载波通讯网络优化方法及系统。 

背景技术

近年来，电力线载波通信作为一种未来重要的现场设备总线通信技术，已经成为通信系统中新的研究热点。其中，低压配电网载波通信行业的网络技术正在飞速发展，电力载波通讯也经历了一个从集中式系统向分布式、网络化系统转变的发展过程。 

然而，电力载波通信具有噪声干扰强且具有时变性，信号衰减大，信道容量小等固有特点，其在具体应用中还存在很多不足；而在低压配电网中，除了具有上述载波通信固有特点外，其还具有物理拓扑结构未知的特点。因而，为了提高电力线通信可靠性，一方面可以从物理层的信道估计与选择、信道编码、滤波设计、功率分配、调制/解调方式等方面来考虑之外，另一方面也可以从电力线通信的组网方式、网络模型等角度来考虑，提高网络通信效率，抗干扰能力和可靠性，这样才能适应在相对恶劣的环境中进行数据传输。 

目前，主流的电力载波的组网技术一般采用中继分级的思路动态组网，以适应时变的网络环境。其虽然通过减少组网中的中继节点降低了网络中的电网谐波污染，但对于高质量的低压电力载波通讯网络系统来说，该方法仍无法满足网络覆盖率大、网络通信质量高的要求。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有技术中存在的组网慢、路由搜寻效率低，网络覆盖率及网络通信质量较低。 

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案： 

本发明提供一种低压电力载波通讯网络优化方法，方法包括以下步骤： 

步骤S1：载波通信的主节点遍历一级从节点，并以一级从节点作为中继往下一级从节点下发组网命令，所述组网命令包括从节点进行信道抢占需要的时间以及未知节点数； 

步骤S2：所述从节点接根据主节点下发的组网命令进行信道抢占，向所述主节点发送入网请求报文； 

步骤S3：所述主节点根据所述从节点发送的入网请求报文，提取所述从节点的地址及邻居信度信息并分配其网络标识，完成主节点及从节点的组网。 

进一步，在上述低压电力载波通讯网络优化方法中，所述步骤S3之后还包括： 

步骤S4：在所述主节点内部建立一个信度值表，储存各个从节点相互之间通信的信度值，所述从节点的信度值大小决定于该从节点与其邻居节点的信噪比。 

进一步，在上述低压电力载波通讯网络优化方法中，所述步骤S3之后还包括： 

步骤S5：在所述主节点内部建立一个路由表，用来保存当前系统的路由信息；并根据所述信度值表中各个从节点相互之间的信度，计算出所述从主节点到各个节点的最优路径，并定时更新该路由表。 

进一步，在上述低压电力载波通讯网络优化方法中，所述步骤S1具体包括： 

步骤S101：寻找所有直接可达的一级从节点，然后通过所述一级从节点作为中继寻找所有二级从节点，依此类推寻找到所有最后一级从节点； 

步骤S102：所述主节点分别通过一级从节点作为中继下发组网命令，所述命令包括单个从节点进行信道抢占需要的时间以及未知节点数，该时间及范围根据未知节点数大小的变化而动态变化，在信道抢占需要的时间内等待接收所有节点的信道抢占消息。 

进一步，在上述低压电力载波通讯网络优化方法中，所述步骤S2具体包括： 

步骤S201：所述从节点根据收到的组网命令中信道抢占需要的时间及从节点数随机产生一个信道抢占时间点进行信道抢占，并向主节点发送信道抢占消 息，该信道抢占消息为消息标识和节点地址； 

步骤S202：所述主节点收到信道抢占消息后发送信道抢占回应消息，所述回应消息为回应消息标识和发起节点地址； 

步骤S203：所述从节点收到主节点的信道抢占回应消息后，将该回应消息中的发起节点地址与本节点地址进行匹配，若匹配，则进入步骤S204；若不匹配，则所述从节点等待下一轮抢占； 

步骤S204：所述从节点信道抢占成功，所述从节点向主节点发送入网请求报文，所述入网请求报文包括该从节点和已入网邻居节点的地址以及该从节点与邻居节点通信的信度值。 

进一步，在上述低压电力载波通讯网络优化方法中，所述步骤S204还包括： 

所述从节点同时监听其他邻居从节点与主节点的组网通信，得到该从节点与邻居节点通信的信度值，并将该邻居节点信度值保存至存储空间。 

进一步，在上述低压电力载波通讯网络优化方法中，所述步骤S3具体包括：