[发明专利]一种电力通信网中面向可靠性的节点分簇方法

说明书

技术领域

本发明属于电力通信技术领域，特别是涉及一种电力通信网中面向可靠性的节点分簇方法。

背景技术

电力通信网是电网的重要组成部分，贯穿于整个电网的发、输、配、变、用以及调度等六大环节，是电网高效、安全、可靠运营的关键。随着新技术、新能源在电网中的应用和发展，大量适应于这类应用的业务相继出现，越来越多的智能电力终端、传感器设备、便携式终端被部署在电力通信网中，为电网运营者以及用户提供诸如监测、控制、信息采集、智能用电等服务。这些服务要求电力通信网覆盖的相关通信设备之间能够实现双向的信息交换，提供高效的通信功能。

电力通信网中，智能电力终端、传感器设备、便携式终端等设备分布广泛且大部分位于电网的接入层，与各类业务密切相关，物理结构复杂多变，运行方式具有明显的动态性，使稳定监控和高效控制等应用难度增加。新业务新能源更加带来了新的不确定因素，电力通信网对可靠性的要求需进一步提高。同时，电力通信网所涉及的数据和服务关系到国计民生，保障其高效可靠具有重大的现实意义。因此电力通信网中研究面向可靠性的分簇方法、以保证服务时延、提高资源利用率和电力通信网通信能力具有重要的研究价值。

为了解现有技术的发展状况，对已有的论文和专利进行了检索、比较和分析，筛选出如下与本发明相关度比较高的技术信息：

中国发明专利第200810156116.9号中公开了一种基于状态机制的移动自组织网络分簇方法，该方法为一种移动自组织网络中的分簇方法，主要通过四个步骤完成：第一，节点开机；第二，启动状态机制，使用门限值将节点的速度、连接度、剩余能量分成优秀、良好、一般三个等级；第三，簇的形成，按速度、连接度、剩余能量顺序选择最好的节点作为簇头节点；第四，簇的管理，普通节点加入两跳范围之内的簇。

中国发明专利第201310077023.8号中公开了一种物联网中基于能耗最小的分簇组网方法，该方法为一种物联网中基于能耗最小的分簇组网方法，主要解决现有技术节点发送数据时能耗大的问题。通过四个步骤完成：第一，接入点AP广播一个数据分组，通知所有节点开始分簇；第二，节点寻找路径损耗最小的数据传输链路，并对寻找到的链路进行标识；第三，节点根据这些链路标识建立数据转发表，接入点AP根据数据转发表进行分簇，使得簇成员在通过簇头转发数据时能耗最小；第四，接入点AP将分簇的结果告知各节点，分簇结束。

中国发明专利第201310099538.8号中公开了一种基于分簇的移动虚拟网络映射方法，该方法为一种基于分簇的移动虚拟网络映射方法，以提高虚拟网络到移动物理网络映射成功率和虚拟网络收益、降低映射开销为目标，以物理网络分簇为基础，解决移动网络环境中的虚拟网络映射、资源分配中节点和链路的协调性差以及虚拟网络拓扑稀疏时方法性能差等问题。主要通过个两步骤完成：第一，依据节点的移动规律，预测节点间链路稳定性；第二，以此对物理网络进行分簇，将虚拟网络映射分为簇间和簇内两种映射方式。

第一种方法对移动自组织网进行分簇，能够选出节点速度较小的簇头节点。但是其提出的方法没有考虑节点CPU的计算能力，同时其提出的方法按节点速度、连接度、剩余能量优先级排列，选取簇头时容易选到速度优秀但剩余能量一般的节点，而加权求和法的灵活性更好，能够选出综合能力更强的簇头节点。第二种方法对物联网进行分簇，能够使网络总体能量消耗最小。但由于电力通信中没有中心基站，所有节点具有移动性，通过节点间相互协作提供服务，因此其提出的方法不适用于电力通信网。第三种方法通过将虚拟网络映射到物理网络来预测节点间链路的稳定性，从而对物理网络分簇。但是其提出的方法基于马尔可夫链来预测节点间链路的稳定性，预测的准确性得不到保证。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种电力通信网中面向可靠性的节点分簇方法，通过选取最稳定的簇头节点，形成可靠性高的簇结构，有效地解决了电力通信网中簇结构容易失效的问题。

为了达到上述目的，本发明提供的电力通信网中面向可靠性的节点分簇方法包括包括预定义阶段和构造最大可靠性簇的方法阶段，预定义阶段包括构造最大可靠性簇的方法所需要的如下定义：

1)节点基本信息定义；

2)节点类型定义；

3)簇成员列表定义；

4)节点发送的消息定义；

5)节点计时器定义；

所述的构造最大可靠性簇的方法包括按顺序进行的下列步骤：