[发明专利]基于电力线通信的电力线网络拓扑感知方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种基于电力线通信的电力线网络拓扑感知方法及装置。

背景技术

电力线通信(Power Line Communication，简称PLC)技术的全称是电力线载波通信技术，它以电力线为媒介对数据进行传输。PLC技术在发送端将信息转化为高频信号调制在电力线中的电流上，在接收端通过解调将信号提取出来传送至计算机上进行处理以此实现信息的传递。

近年来，随着电子电信技术的兴起和不断发展，电力线通信技术在电网中的应用也越来越广泛，逐渐与电力网络有机结合，成为电力网络的关键技术，这极大促进了电力网络的自动化和信息化。一个新型的智能电网在这些技术的带领下油然而生，智能电网通过对电能和电源之间的传输、分配、控制和管理，不仅转变了电力发展的方式，同时也提高了电网的智能化水平，是融合电力流、信息流和业务流的重要选择。

在智能电网的发展之中，迫切需要知道电力线网络拓扑模型：

1、PLC的地理路由经常需要用到相关的位置信息，因此需要电力线网络拓扑模型。

2、获得力线网络拓扑结构后可以通过距离测量和邻居推断来进行在线的监控和诊断从而对智能电网的运行提供支持。

但是目前，对电力线网络的拓扑结构认知非常不足，在低压领域有些时候甚至电力公司也不知晓，配电网中对电力线网络拓扑信息非常缺乏，且现有的电力线网络的拓扑结构认知方法，不但感知精度低、而且复杂度高，不适合实际应用。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于电力线通信的电力线网络拓扑感知方法，以解决目前对电力线网络的拓扑结构认知不足或对电力线网络的拓扑结构感知精度低且复杂度高的问题。

第一方面，本发明提供一种基于电力线通信的电力线网络拓扑感知方法，所述方法包括：

S1.在主节点的协调下，电力线网络的节点A向节点B发送信号帧m，所述节点B接收到信号帧m’；

S2.根据所述信号帧m和所述信号帧m’，通过信道估计得到所述节点A和所述节点B之间的信道频率响应估计H_est；

S3.根据所述节点A和所述节点B之间的信道频率响应估计H_est，计算所述信号帧m从所述节点A到所述节点B所用的到达时间的估计值t；

S4.根据所述信号帧m从所述节点A到所述节点B所用的到达时间的估计值t，计算所述节点A和所述节点B之间的距离；

S5.对所述电力线网络中任意两个节点均执行步骤S1至S4，得到任意两节点之间的距离信息，将所述任意两节点之间的距离信息发送给电力线网络中的主节点；

S6.所述主节点根据所述任意两节点之间的距离信息，利用树估计方法得到所述电力线网络的拓扑结构。

优选地，在步骤S1中，所述的主节点为负责协调节点之间通信，并统计任意两个节点之间的距离的中心节点。

优选地，所述步骤S1中，所述信号帧m包括帧头和帧体，所述帧头包括两段相同的训练序列，长度为2N_f；所述帧体包括正交频分复用OFDM数据块，长度为N，所述训练序列为频域伪随机序列的离散傅里叶逆变换，其中N_f和N为正整数。

优选地，所述步骤S2中根据所述信号帧m和所述信号帧m’，通过信道估计得到所述节点A和所述节点B之间的信道频率响应估计包括：

若信号帧m的第二段训练序列为信号帧m’的第二段训练序列为{c1(k)}k=0Nf-1,]]>

所述c₀(k)和c₁(k)具有如下关系：