一种多模异构网络的组网及维护方法与流程

本发明涉及低压电力线节点设备通信，尤其涉及一种多模异构网络的组网及维护方法。

背景技术：

1、目前对于低压电力线节点设备，包括台区、出线柜、分支箱、表箱及用户末端的设备广泛采取载波通信，尤其最近发展起来的hplc通信技术，同时存在包括psk、ask等调制方式的小无线通信方式，也有的采取蓝牙、wifi、zigbee等无线和rs485、ethnet等有线的通信方式。其中主要采取电力线载波通信为主，由于电力线作为天然的传输载体，节省了大量因铺设有线网络带来的的投资成本，同时因我国电气产品的标准化，各类电气设备对电网的电磁污染也越来越低，给电力线的载波通信铺平了道路。同时由于互联互通的有线环境，也避免了因遮挡带来的无线通信的孤岛效应，因此低压电力线载波通信成为其上安装设备的数据传输的首选。在实际应用中，由于部分家用设备对电网输出的传到干扰较大，且频段覆盖了电力线载波，致使传输的信噪比下降，导致误码率升高，此外因电力线上的设备种类复杂，其输入端的阻抗对载波输出呈现的态性区别很大，尤其对于缺乏功率因素补偿的斩波电源电路，对载波信号的破坏更大，致使载波通信的稳定性和成功率下降。

2、为解决上述问题，通过组网优化技术，例如动态自组网、蚁群最优路径等技术实现网络的稳定性，此外还有通过网络分层优化来减小网络维护的收敛周期等技术手段。目前也存在在原有的电力线载波通信的基础上采取无线通信作为辅助手段来增强通信网的稳定性，即多模异构网络。由于先天电磁环境和安装环境的限制，此类技术的实施效果往往低于预期。

技术实现思路

1、本发明提供了一种多模异构网络的组网及维护方法，该方法立足实践环境，在多模异构网络的基础上提出一种多模异构网络的组网及维护方法，解决由于突发的电磁干扰带来的节点组网状态的不确定性，以及网络的物理变更带来的孤岛效应，实现较高的稳定性网络和较高的通信成功率。

2、为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：一种多模异构网络的组网及维护方法，方法包括组网过程和维护过程，所述组网过程具体步骤为：

3、a、节点设备发送节点状态信息，同时接收其余节点的状态信息，按近距原则形成第1设备层mesh10；

4、b、第1设备层mesh10通过信道监测，优选出2-3个节点设备作为本网络的路由接口；

5、c、重复a步骤和b步骤，形成第2、3----n设备层，直到包含到主节点设备；

6、d、主节点设备根据网络档案信息评估组网是否成功，对于未入网的设备进行搜索，搜索失败上报至业务需求层；

7、e、主节点设备统计各设备层网络的参数信息，包括通信频率、带宽、节点数量、节点信息和路由接口。

8、作为本发明的优化方案，本层内及相邻层的层间维护过程具体步骤为：

9、a、各设备层网络内部节点成员分时发送信标，其余节点进行监听；

10、b、当某一节点连续3个周期失去信标，则判断此节点已离网记为sta1，同时向所有设备层网络发送此节点离网信息；

11、c、当某一节点连续3个周期未监测到本设备层网络的路由信标，则此节点sta2切换工作模式进入自由监听状态，当监听到相邻网络节点信息根据组网原则入网；

12、d、b步骤发送的sta1离网信息已与步骤新入网的sta2相同，则判断网络(此节点的重新入网，代指整个网络的恢复)已恢复；

13、e、当某一设备的路由接口离网时，根据优选方法再选择本设备层网络的其余节点作为代替。

14、作为本发明的优化方案，在步骤a中按近距原则通过周期性的信道评估形成第1设备层mesh10，信道评估包括信号强度rssi、信噪比sn和传输延时t三个状态信息，根据传输延时t判断物理距离，信号强度rssi和信噪比sn作为辅助指标评估节点设备的通信状态。

15、作为本发明的优化方案，各设备层内的近距离节点设备之间设备采用hrf通信方式，各设备层之间的节点设备采用hplc为主，hrf为辅的通信方式。

16、作为本发明的优化方案，步骤e中：通信频率是指电力线载波和hrf的工作的中心频率。

17、作为本发明的优化方案，主节点设备是指具备与业务需求层通信能力节点，作为主控设备。

18、本发明具有积极的效果：1)本发明采取电力线载波和低功率无线通信作为同等技术手段实现网络物理层，采取节点间的多向取主的方式实现网络的横向和纵向的感知建网，采取动态监测的方法实现网络的快速自愈；

19、2)本发明低压电力线多模通信方式分层组网，有效的的降低了的网络维度，尤其适用于网络规模大，工作环境复杂的场合。通过分层组网能够因组网带来的孤岛效应，同时降低的中级路由的层级，增强了信道的通信能力和数据传输的成功率。

技术特征：

1.一种多模异构网络的组网及维护方法，其特征在于：所述方法包括组网过程和维护过程，所述组网过程具体步骤为：

2.根据权利要求1所述的一种多模异构网络的组网及维护方法，其特征在于：所述维护过程具体步骤为：

3.根据权利要求2所述的一种多模异构网络的组网及维护方法，其特征在于：在步骤a中按近距原则通过周期性的信道评估形成第1设备层mesh10，信道评估包括信号强度rssi、信噪比sn和传输延时t三个状态信息，根据传输延时t判断物理距离，信号强度rssi和信噪比sn作为辅助指标评估节点设备的通信状态。

4.根据权利要求3所述的一种多模异构网络的组网及维护方法，其特征在于：各设备层内的近距离节点设备之间设备采用hrf通信方式，各设备层之间的节点设备采用hplc为主，hrf为辅的通信方式。

5.根据权利要求4所述的一种多模异构网络的组网及维护方法，其特征在于：步骤e中：通信频率是指电力线载波和hrf的工作的中心频率。

6.根据权利要求5所述的一种多模异构网络的组网及维护方法，其特征在于：主节点设备是指具备与业务需求层通信能力节点，作为主控设备。

技术总结
本发明涉及低压电力线节点设备通信技术领域，尤其涉及一种多模异构网络的组网及维护方法，异构网络主要由HPLC(高速电力线载波)和HRF(高速无线)组成，所述方法包括组网过程和维护过程，组网过程具体包括，首先节点设备发送节点状态信息，同时接收其余节点的状态信息，按近距原则形成第1设备层MESH1<subgt;0</subgt;；接着第1设备层MESH1<subgt;0</subgt;通过信道监测，优选出2‑3个节点设备作为本网络的路由接口；直到包含到主节点设备。本发明解决由于突发的电磁干扰带来的节点组网状态的不确定性，以及网络的物理变更带来的孤岛效应，实现较高的稳定性网络和较高的通信成功率。

技术研发人员：花存鸾
受保护的技术使用者：江苏展高科技发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12