本发明涉及电力系统状态监测与无线通信技术领域，特别是一种基于通用软件无线电外设usrp的通信频率选择方法和装置。
背景技术
随着智能电网建设以及工业用电、居民用电对稳定电能的迫切需求，对电网设备运行数据的实时、准确监测日趋重要，变电站系统自动化正成为一种不可改变的趋势。然而，在电力行业变电站巡检领域，对于现有专网、公网无能力覆盖区域，人工巡检依然是主要方式。在人工巡检方式中，工作人员综合运用感官以及一些配套的检测仪器对变电设备进行以简单定性判断为主的检查，因此，该方式存在劳动强度大、检测质量分散、主观因素多等缺陷。面向传统网络无能力覆盖区域，应用智能化便携式的无线通信技术取代传统人工巡检，提高变电站巡视的灵活性和效率，具有巨大的经济价值。
然而，因为无线通信技术中的通信系统是无线接入的，因此其通信是一个不可靠的连接过程，即，发射端并不知道接收端是否已经接到了自己发送的信号，这就需要引入一系列的反馈机制来确认信号是否传送成功。同时，变电站端的主要工作就是电能处理，而电流又会产生电磁波，因而变电站的运行过程会使周围的电磁环境变得十分复杂，在某一时刻在特定频率上可能会存在大量的噪声，进而影响无线通信，只有选取当前没有干扰或者干扰程度较小的频率并在此频率下进行通信才能取得较好的信号传输效果。
因此，从电网设备数据检测应用针对特殊环境的实际需求角度考虑，如何有效、简便地选择发射端与接收端之间的最优通信频率并保证通信的可靠连接成为目前电力系统状态监测与无线通信中亟待解决的问题。
技术实现要素：
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于通用软件无线电外设usrp的通信频率选择方法和装置。
根据本发明实施例的一方面，提供了一种基于通用软件无线电外设usrp的通信频率选择方法，应用于usrp设备的发射端，包括：
设置所述发射端的初始发送频率和初始接收频率；
将第一待测频率序列和第二待测频率序列分别设置为所述发射端的待测发送频率序列和待测接收频率序列，其中所述第一待测频率序列是通过选取所述发射端和接收端的可通信范围内的n个待测频率生成的序列，所述第二待测频率序列是通过选取所述发射端和接收端的可通信范围内的n个待测频率生成的不同于所述第一待测频率序列的序列，n为大于1的整数；
在所述初始接收频率下接收到来自接收端的第一频率选择控制信号，其中所述接收端发送所述第一频率选择控制信号的发送频率等于所述发射端的初始接收频率；
根据所述第一频率选择控制信号，将所述发射端的接收频率从所述初始接收频率调整为所述发射端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率；
在所述初始发送频率下向所述接收端发送第一频率选择反馈信号，从而所述接收端在接收频率等于所述发射端的初始发送频率的情况下接收到所述第一频率选择反馈信号后，将自身的发送频率从所述发射端的初始接收频率调整为所述接收端的待测发送频率序列中的第一个待测发送频率，并将自身的接收频率从所述发射端的初始发送频率调整为所述接收端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率，其中所述接收端的待测发送频率序列和待测接收频率序列分别等于所述第二待测频率序列和所述第一待测频率序列；
在所述发射端的第一个待测接收频率下接收到来自所述接收端的指定数量的第二频率选择控制信号，计算在所述发射端的第一个待测接收频率下的接收信噪比snr；
根据所述第二频率选择控制信号，将所述发射端的发送频率从所述初始发送频率调整为所述发射端的待测发送频率序列中的第一个待测发送频率，并将所述发射端的接收频率从所述发射端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率调整为所述发射端的待测接收频率序列中的第二个待测接收频率；
在所述发射端的第一个待测发送频率下向所述接收端发送第二频率选择反馈信号，从而所述接收端在自身的第一个待测接收频率下接收到指定数量的所述第二频率选择反馈信号后，计算在所述接收端的第一个待测接收频率下的接收信噪比snr，将自身的发送频率从所述接收端的待测发送频率序列中的第一个待测发送频率调整为所述接收端的待测发送频率序列中的第二个待测发送频率，并将自身的接收频率从所述接收端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率调整为所述接收端的待测接收频率序列中的第二个待测接收频率；
以此类推，直到在所述发射端的第n个待测接收频率下接收到来自所述接收端的指定数量的第n+1频率选择控制信号，计算在所述发射端的第n个待测接收频率下的接收信噪比snr；
根据所述第n+1频率选择控制信号将所述发射端的发送频率从所述发射端的待测发送频率序列中的第n-1个待测发送频率调整为所述发射端的待测发送频率序列中的第n个待测发送频率，并将所述发射端的接收频率从所述发射端的第n个待测接收频率调整为所述初始接收频率；
在所述发射端的第n个待测发送频率下向所述接收端发送第n+1频率选择反馈信号，从而所述接收端在自身的第n个待测接收频率下接收到指定数量的所述第n+1频率选择反馈信号后，计算在所述接收端的第n个待测接收频率下的接收信噪比snr，并根据所述接收端的第一个至第n个待测接收频率下的接收信噪比snr，选取所述接收端的最优接收频率；
接收到来自所述接收端的包含所述接收端的最优接收频率信息的第一信号，其中所述接收端发送所述第一信号的发送频率等于所述发射端的初始接收频率；
根据所述发射端的第一个至第n个待测接收频率下的接收信噪比snr以及所述接收端的最优接收频率信息，选取所述发射端的最优接收频率；
根据所述第一信号将所述发射端的发送频率从所述发射端的第n个待测发送频率调整为所述接收端的最优接收频率，并将所述发射端的接收频率从所述初始接收频率调整为所述发射端的最优接收频率；
在所述接收端的最优接收频率下向所述接收端发送包含所述发射端的最优接收频率信息的第二信号，从而所述接收端在接收频率等于所述接收端的最优接收频率的情况下接收到所述第二信号后，根据所述第二信号将自身的发送频率调整为所述发射端的最优接收频率。
可选地，所述发射端的第一个至第n个待测接收频率下的接收信噪比snr的数量包括多个，根据所述发射端的第一个至第n个待测接收频率下的接收信噪比snr以及所述接收端的最优接收频率信息，选取所述发射端的最优接收频率，包括：
计算所述发射端的每个待测接收频率下的snr平均值；
判断最高snr平均值对应的待测接收频率是否等于所述接收端的最优接收频率；
若否，选择所述最高snr平均值对应的待测接收频率作为所述发射端的最优接收频率；
若是，选择次高的snr平均值对应的待测接收频率作为所述发射端的最优接收频率。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种基于通用软件无线电外设usrp的通信频率选择方法，应用于usrp设备的接收端，包括：
设置所述接收端的初始发送频率和初始接收频率；
将第二待测频率序列和第一待测频率序列分别设置为所述接收端的待测发送频率序列和待测接收频率序列，其中所述第一待测频率序列是通过选取所述发射端和接收端的可通信范围内的n个待测频率生成的序列，所述第二待测频率序列是通过选取所述发射端和接收端的可通信范围内的n个待测频率生成的不同于所述第一待测频率序列的序列，n为大于1的整数；
在所述初始发送频率下向发射端发送第一频率选择控制信号，从而所述发射端在接收频率等于所述接收端的初始发送频率的情况下接收到所述第一频率选择控制信号时，将自身的接收频率从所述接收端的初始发送频率调整为所述发射端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率，其中所述发射端的待测接收频率序列等于所述第二待测频率序列；
在所述初始接收频率下接收到来自所述发射端的第一频率选择反馈信号，其中所述发射端发送所述第一频率选择反馈信号的发送频率等于所述接收端的初始接收频率；
根据所述第一频率选择反馈信号将所述接收端的发送频率从所述初始发送频率调整为所述接收端的待测发送频率序列中的第一个待测发送频率，并将所述接收端的接收频率从所述初始接收频率调整为所述接收端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率；
在所述接收端的第一个待测发送频率下向所述发射端发送第二频率选择控制信号，从而所述发射端在自身的第一个待测接收频率下接收到指定数量的所述第二频率选择控制信号后，计算在所述发射端的第一个待测接收频率下的接收信噪比snr，根据所述第二频率选择控制信号将自身的发送频率从所述接收端的初始接收频率调整为所述发射端的待测发送频率序列中的第一个待测发送频率，并将自身的接收频率从所述发射端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率调整为所述发射端的待测接收频率序列中的第二个待测接收频率，其中所述发射端的待测发送频率序列等于所述第一待测频率序列；
在所述接收端的第一个待测接收频率下接收到来自所述发射端的指定数量的第二频率选择反馈信号，计算在所述接收端的第一个待测接收频率下的接收信噪比snr；
根据所述第二频率选择反馈信号将所述接收端的发送频率从所述接收端的待测发送频率序列中的第一个待测发送频率调整为所述接收端的待测发送频率序列中的第二个待测发送频率，并将所述接收端的接收频率从所述接收端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率调整为所述接收端的待测接收频率序列中的第二个待测接收频率；
以此类推，直到在所述接收端的第n个待测发送频率下向所述发射端发送第n+1频率选择控制信号，从而所述发射端在自身的第n个待测接收频率下接收到指定数量的所述第n+1频率选择控制信号后，计算在所述发射端的第n个待测接收频率下的接收信噪比snr，根据所述第n+1频率选择控制信号将自身的发送频率从所述发射端的待测发送频率序列中的第n-1个待测发送频率调整为所述发射端的待测发送频率序列中的第n个待测发送频率；
在所述接收端的第n个待测接收频率下接收到来自所述发射端的指定数量的第n+1频率选择反馈信号，计算在所述接收端的第n个待测接收频率下的接收信噪比snr；
根据所述接收端的第一个至第n个待测接收频率下的接收信噪比snr，选取所述接收端的最优接收频率；
判断所述接收端的最优接收频率是否满足指定通信要求；
若否，向用户反馈当前信道质量不能满足通信要求的信息，终止与所述发射端的通信；
若是，将所述接收端的接收频率从所述接收端的第n个待测接收频率调整为所述接收端的最优接收频率，并将所述接收端的发送频率从所述接收端的第n个待测发送频率调整为所述初始发送频率；
在所述初始发送频率下向所述发射端发送包含所述接收端的最优接收频率信息的第一信号，从而所述发射端在接收频率等于所述接收端的初始发送频率的情况下接收到所述第一信号后，进行自身的最优接收频率的选取，并根据所述第一信号将自身的发送频率调整为所述接收端的最优接收频率；
在所述接收端的最优接收频率下接收到来自所述发射端的包含所述发射端的最优接收频率信息的第二信号；
根据所述第二信号将所述接收端的发送频率从所述初始发送频率调整为所述发射端的最优接收频率。
可选地，所述接收端的第一个至第n个待测接收频率下的接收信噪比snr的数量包括多个，根据所述接收端的第一个至第n个待测接收频率下的接收信噪比snr，选取所述接收端的最优接收频率，包括：
计算所述接收端的每个待测接收频率下的snr平均值，选择最高snr平均值对应的待测接收频率作为所述接收端的最优接收频率。
可选地，判断所述接收端的最优接收频率是否满足指定通信要求，包括：
判断所述接收端的最优接收频率对应的snr平均值是否大于或等于指定snr阈值。
根据本发明实施例的再一方面，还提供了一种基于通用软件无线电外设usrp的通信频率选择装置，应用于usrp设备的发射端，包括：
频率调整模块，适于设置所述发射端的初始发送频率和初始接收频率；
序列设置模块，适于将第一待测频率序列和第二待测频率序列分别设置为所述发射端的待测发送频率序列和待测接收频率序列，其中所述第一待测频率序列是通过选取所述发射端和接收端的可通信范围内的n个待测频率生成的序列，所述第二待测频率序列是通过选取所述发射端和接收端的可通信范围内的n个待测频率生成的不同于所述第一待测频率序列的序列，n为大于1的整数；
信号接收模块，适于在所述初始接收频率下接收到来自接收端的第一频率选择控制信号，其中所述接收端发送所述第一频率选择控制信号的发送频率等于所述发射端的初始接收频率；
所述频率调整模块，还适于根据所述第一频率选择控制信号，将所述发射端的接收频率从所述初始接收频率调整为所述发射端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率；
信号发送模块，适于在所述初始发送频率下向所述接收端发送第一频率选择反馈信号，从而所述接收端在接收频率等于所述发射端的初始发送频率的情况下接收到所述第一频率选择反馈信号后，将自身的发送频率从所述发射端的初始接收频率调整为所述接收端的待测发送频率序列中的第一个待测发送频率，并将自身的接收频率从所述发射端的初始发送频率调整为所述接收端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率，其中所述接收端的待测发送频率序列和待测接收频率序列分别等于所述第二待测频率序列和所述第一待测频率序列；
所述信号接收模块，还适于在所述发射端的第一个待测接收频率下接收到来自所述接收端的指定数量的第二频率选择控制信号，计算在所述发射端的第一个待测接收频率下的接收信噪比snr；
所述频率调整模块，还适于根据所述第二频率选择控制信号，将所述发射端的发送频率从所述初始发送频率调整为所述发射端的待测发送频率序列中的第一个待测发送频率，并将所述发射端的接收频率从所述发射端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率调整为所述发射端的待测接收频率序列中的第二个待测接收频率；
所述信号发送模块，还适于在所述发射端的第一个待测发送频率下向所述接收端发送第二频率选择反馈信号，从而所述接收端在自身的第一个待测接收频率下接收到指定数量的所述第二频率选择反馈信号后，计算在所述接收端的第一个待测接收频率下的接收信噪比snr，将自身的发送频率从所述接收端的待测发送频率序列中的第一个待测发送频率调整为所述接收端的待测发送频率序列中的第二个待测发送频率，并将自身的接收频率从所述接收端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率调整为所述接收端的待测接收频率序列中的第二个待测接收频率；
以此类推，所述信号接收模块，还适于在所述发射端的第n个待测接收频率下接收到来自所述接收端的指定数量的第n+1频率选择控制信号，计算在所述发射端的第n个待测接收频率下的接收信噪比snr；
所述频率调整模块，还适于根据所述第n+1频率选择控制信号将所述发射端的发送频率从所述发射端的待测发送频率序列中的第n-1个待测发送频率调整为所述发射端的待测发送频率序列中的第n个待测发送频率，并将所述发射端的接收频率从所述发射端的第n个待测接收频率调整为所述初始接收频率；
所述信号发送模块，还适于在所述发射端的第n个待测发送频率下向所述接收端发送第n+1频率选择反馈信号，从而所述接收端在自身的第n个待测接收频率下接收到指定数量的所述第n+1频率选择反馈信号后，计算在所述接收端的第n个待测接收频率下的接收信噪比snr，并根据所述接收端的第一个至第n个待测接收频率下的接收信噪比snr，选取所述接收端的最优接收频率；
所述信号接收模块，还适于接收到来自所述接收端的包含所述接收端的最优接收频率信息的第一信号，其中所述接收端发送所述第一信号的发送频率等于所述发射端的初始接收频率；
频率选择模块，适于根据所述发射端的第一个至第n个待测接收频率下的接收信噪比snr以及所述接收端的最优接收频率信息，选取所述发射端的最优接收频率；
所述频率调整模块，还适于根据所述第一信号将所述发射端的发送频率从所述发射端的第n个待测发送频率调整为所述接收端的最优接收频率，并将所述发射端的接收频率从所述初始接收频率调整为所述发射端的最优接收频率；以及
所述信号发送模块，还适于在所述接收端的最优接收频率下向所述接收端发送包含所述发射端的最优接收频率信息的第二信号，从而所述接收端在接收频率等于所述接收端的最优接收频率的情况下接收到所述第二信号后，根据所述第二信号将自身的发送频率调整为所述发射端的最优接收频率。
根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种基于通用软件无线电外设usrp的通信频率选择装置，应用于usrp设备的接收端，包括：
频率调整模块，适于设置所述接收端的初始发送频率和初始接收频率；
序列设置模块，适于将第二待测频率序列和第一待测频率序列分别设置为所述接收端的待测发送频率序列和待测接收频率序列，其中所述第一待测频率序列是通过选取所述发射端和接收端的可通信范围内的n个待测频率生成的序列，所述第二待测频率序列是通过选取所述发射端和接收端的可通信范围内的n个待测频率生成的不同于所述第一待测频率序列的序列，n为大于1的整数；
信号发送模块，适于在所述初始发送频率下向发射端发送第一频率选择控制信号，从而所述发射端在接收频率等于所述接收端的初始发送频率的情况下接收到所述第一频率选择控制信号时，将自身的接收频率从所述接收端的初始发送频率调整为所述发射端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率，其中所述发射端的待测接收频率序列等于所述第二待测频率序列；
信号接收模块，适于在所述初始接收频率下接收到来自所述发射端的第一频率选择反馈信号，其中所述发射端发送所述第一频率选择反馈信号的发送频率等于所述接收端的初始接收频率；
所述频率调整模块，还适于根据所述第一频率选择反馈信号将所述接收端的发送频率从所述初始发送频率调整为所述接收端的待测发送频率序列中的第一个待测发送频率，并将所述接收端的接收频率从所述初始接收频率调整为所述接收端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率；
所述信号发送模块，还适于在所述接收端的第一个待测发送频率下向所述发射端发送第二频率选择控制信号，从而所述发射端在自身的第一个待测接收频率下接收到指定数量的所述第二频率选择控制信号后，计算在所述发射端的第一个待测接收频率下的接收信噪比snr，根据所述第二频率选择控制信号将自身的发送频率从所述接收端的初始接收频率调整为所述发射端的待测发送频率序列中的第一个待测发送频率，并将自身的接收频率从所述发射端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率调整为所述发射端的待测接收频率序列中的第二个待测接收频率，其中所述发射端的待测发送频率序列等于所述第一待测频率序列；
所述信号接收模块，还适于在所述接收端的第一个待测接收频率下接收到来自所述发射端的指定数量的第二频率选择反馈信号，计算在所述接收端的第一个待测接收频率下的接收信噪比snr；
所述频率调整模块，还适于根据所述第二频率选择反馈信号将所述接收端的发送频率从所述接收端的待测发送频率序列中的第一个待测发送频率调整为所述接收端的待测发送频率序列中的第二个待测发送频率，并将所述接收端的接收频率从所述接收端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率调整为所述接收端的待测接收频率序列中的第二个待测接收频率；
以此类推，所述信号发送模块，还适于在所述接收端的第n个待测发送频率下向所述发射端发送第n+1频率选择控制信号，从而所述发射端在自身的第n个待测接收频率下接收到指定数量的所述第n+1频率选择控制信号后，计算在所述发射端的第n个待测接收频率下的接收信噪比snr，根据所述第n+1频率选择控制信号将自身的发送频率从所述发射端的待测发送频率序列中的第n-1个待测发送频率调整为所述发射端的待测发送频率序列中的第n个待测发送频率；
所述信号接收模块，还适于在所述接收端的第n个待测接收频率下接收到来自所述发射端的指定数量的第n+1频率选择反馈信号，计算在所述接收端的第n个待测接收频率下的接收信噪比snr；
频率选择模块，适于根据所述接收端的第一个至第n个待测接收频率下的接收信噪比snr，选取所述接收端的最优接收频率；
判断模块，适于判断所述接收端的最优接收频率是否满足指定通信要求，若否，向用户反馈当前信道质量不能满足通信要求的信息，终止与所述发射端的通信；
所述频率调整模块，还适于若所述接收端的最优接收频率满足所述指定通信要求，将所述接收端的接收频率从所述接收端的第n个待测接收频率调整为所述接收端的最优接收频率，并将所述接收端的发送频率从所述接收端的第n个待测发送频率调整为所述初始发送频率；
所述信号发送模块，还适于在所述初始发送频率下向所述发射端发送包含所述接收端的最优接收频率信息的第一信号，从而所述发射端在接收频率等于所述接收端的初始发送频率的情况下接收到所述第一信号后，进行自身的最优接收频率的选取，并根据所述第一信号将自身的发送频率调整为所述接收端的最优接收频率；
所述信号接收模块，还适于在所述接收端的最优接收频率下接收到来自所述发射端的包含所述发射端的最优接收频率信息的第二信号；以及
所述频率调整模块，还适于根据所述第二信号将所述接收端的发送频率从所述初始发送频率调整为所述发射端的最优接收频率。
本发明实施例提出的技术方案，实现了基于usrp的电网运行数据无线采集传输系统中使用的通信频率的选择。首先，预设发射端和接收端各自的待测发送频率序列和待测接收频率序列，其中，为了保证信号的成功传输，发射端的待测发送频率序列与接收端的待测接收频率序列相等，并且发射端的待测接收频率序列与接收端的待测发送频率序列相等；发射端在初始接收频率下接收到由接收端在发送频率等于发射端的初始接收频率的情况下发送的第一频率选择控制信号后，将自身接收频率调整为发射端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率；接收端在接收频率等于发射端的初始发送频率的情况下接收到来自发射端的第一频率选择反馈信号后，将自身的发送频率和接收频率分别调整为接收端的待测发送频率序列中的第一个待测发送频率和待测接收频率序列中的第一个待测接收频率；发射端在自身的第一个待测接收频率下接收到来自接收端的第二频率选择控制信号后，计算该接收频率下的接收信噪比snr，将自身的发送频率调整为发射端的待测发送频率序列中的第一个待测发送频率，并将自身的接收频率调整为发射端的待测接收频率序列中的第二个待测接收频率；接收端在自身的第一个待测接收频率下接收到来自发射端的第二频率选择反馈信号后，计算该接收频率下的接收信噪比snr，并将自身的发送频率和接收频率分别调整为接收端的待测发送频率序列中的第二个待测发送频率和待测接收频率序列中的第二个待测接收频率；以此类推，直到完成对发射端和接收端的所有待测接收频率的检测；最后发射端和接收端分别根据各自的每个待测接收频率下的接收信噪比snr选取各自的最优接收频率。通过这种方式，在对发射端和接收端的不同待测接收频率进行通信质量检测的过程中，使发射端和接收端在传输信号时发送信号的一端的发送频率与接收信号的另一端的接收频率始终相等，并且，通过使发射端和接收端分别根据来自对方的控制信号和反馈信号进行收发频率的调整，形成了简便、有效的反馈机制，有效保证可靠的无线通信连接，确保了无线通信系统可以稳定有效的运行。同时，通过分别计算发射端和接收端在各自的每一个待测接收频率下的接收信噪比snr，可以有效地从多个预设的待测接收频率中选出信道状态最好的信道进行通信，提高电网运行数据无线采集传输系统的传输质量。
其次，在发射端与接收端互相交换最优接收频率的过程中，接收端选取自身的最优接收频率并判断该最优接收频率满足通信要求后，将自身的接收频率调整为自身的最优接收频率，然后在自身的初始发送频率下向发射端发送包含接收端的最优接收频率信息的第一信号；发射端在接收频率等于接收端的初始发送频率的情况下接收到第一信号后，选取自身的最优接收频率，将自身的发送频率调整为接收端的最优接收频率，并将自身的接收频率调整为自身的最优接收频率，然后在接收端的最优接收频率下向接收端发送包含发射端的最优接收频率信息的第二信号；接收端在接收到第二信号后，将自身的发送频率调整为发射端的最优接收频率，从而发射端和接收端可以在各自的最优接收频率下进行正常通信。通过这种方式，使发射端和接收端在互相传输最优接收频率信息过程中发送信号的一端的发送频率与接收信号的另一端的接收频率相等，保证每一方都可以接收到对方的信息并将自身的收发频率调整为所选择的最优频率，进一步确保了无线通信连接的可靠性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了一种电网运行数据无线采集传输系统的结构示意图；
图2示出了根据本发明一实施例的应用于usrp设备的发射端的基于usrp的通信频率选择方法的流程图；
图3示出了根据本发明一实施例的应用于usrp设备的接收端的基于usrp的通信频率选择方法的流程图；
图4示出了根据本发明一实施例的结合usrp设备的发射端和接收端的基于usrp的通信频率选择方法的流程示意图；
图5示出了根据本发明一实施例的应用于usrp设备的发射端的基于usrp的通信频率选择装置的结构示意图；以及
图6示出了根据本发明一实施例的应用于usrp设备的接收端的基于usrp的通信频率选择装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
电网运行数据无线采集传输系统一般由变电站端和中继控制端组成。图1示出了一种电网运行数据无线采集传输系统的结构示意图。在图1中，电网运行数据无线采集传输系统可以包括以无线方式连接的变电站端和中继控制端，其中变电站端包括与电力设备连接的数据采集和处理单元以及与该数据采集和处理单元连接的发射端，该发射端包括与该数据采集和处理单元连接的第一计算机以及与第一计算机连接的第一usrp(universalsoftwareradioperipheral，通用软件无线电外设)设备；中继控制端包括接收端以及与该接收端连接的数据控制和处理单元，该接收端包括与该数据控制和处理单元连接的第二计算机以及与第二计算机连接的第二usrp设备。实际运行时，变电站端从电力设备获取电网状态运行参数，之后通过发射端和接收端之间包含专用数据通信协议的无线传输方式发送到中继控制端，再由中继控制端发送到中央处理系统。中继控制端还可以包括车载移动检测平台。为了实现发射端和接收端可以互相交换信号，两者都必须具备收发能力。usrp设备一般都具有收发两个子系统，并且可以同时运行，即全双工的工作模式。但是，一台usrp设备在发送时也会接收到自己所发送的信号，即所谓的自干扰。为了防止自干扰的发生，usrp设备需采用收发不同频的工作模式，即，发射端和接收端中任一者的接收频率与发送频率都不相等。
然而，无线通信系统是不稳定的通信系统，而usrp设备只能接收指定接收频率下的信号，其他频率的信号则接收不到，这要求在对发射端和接收端的不同接收频率下的通信质量进行检测时需要保证收发两端在传输信号时发送信号的一端的发送频率与接收信号的另一端的接收频率相等，这样才可以成功接收到对方发送的信号，确保检测的有效和可靠。
为解决上述技术问题，本发明实施例提出一种基于usrp的通信频率选择方法。图2示出了根据本发明一实施例的应用于usrp设备的发射端的基于usrp的通信频率选择方法的流程图。参见图2，该应用于usrp设备的发射端的基于usrp的通信频率选择方法可以包括以下步骤s202至步骤s230。
步骤s202，设置发射端的初始发送频率和初始接收频率。
步骤s204，将第一待测频率序列和第二待测频率序列分别设置为发射端的待测发送频率序列和待测接收频率序列，其中第一待测频率序列是通过选取发射端和接收端的可通信范围内的n个待测频率生成的序列，第二待测频率序列是通过选取发射端和接收端的可通信范围内的n个待测频率生成的不同于第一待测频率序列的序列，n为大于1的整数。
步骤s206，在初始接收频率下接收到来自接收端的第一频率选择控制信号，其中接收端发送第一频率选择控制信号的发送频率等于发射端的初始接收频率。
步骤s208，根据第一频率选择控制信号，将发射端的接收频率从初始接收频率调整为发射端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率。
步骤s210，在初始发送频率下向接收端发送第一频率选择反馈信号，从而接收端在接收频率等于发射端的初始发送频率的情况下接收到第一频率选择反馈信号后，将自身的发送频率从发射端的初始接收频率调整为接收端的待测发送频率序列中的第一个待测发送频率，并将自身的接收频率从发射端的初始发送频率调整为接收端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率，其中接收端的待测发送频率序列和待测接收频率序列分别等于第二待测频率序列和第一待测频率序列。
步骤s212，在发射端的第一个待测接收频率下接收到来自接收端的指定数量的第二频率选择控制信号，计算在发射端的第一个待测接收频率下的接收snr(signalnoiseratio,信噪比)。
步骤s214，根据第二频率选择控制信号，将发射端的发送频率从初始发送频率调整为发射端的待测发送频率序列中的第一个待测发送频率，并将发射端的接收频率从发射端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率调整为发射端的待测接收频率序列中的第二个待测接收频率。
步骤s216，在发射端的第一个待测发送频率下向接收端发送第二频率选择反馈信号，从而接收端在自身的第一个待测接收频率下接收到指定数量的第二频率选择反馈信号后，计算在接收端的第一个待测接收频率下的接收信噪比snr，将自身的发送频率从接收端的待测发送频率序列中的第一个待测发送频率调整为接收端的待测发送频率序列中的第二个待测发送频率，并将自身的接收频率从接收端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率调整为接收端的待测接收频率序列中的第二个待测接收频率。
步骤s218，以此类推，直到在发射端的第n个待测接收频率下接收到来自接收端的指定数量的第n+1频率选择控制信号，计算在发射端的第n个待测接收频率下的接收信噪比snr。
步骤s220，根据第n+1频率选择控制信号将发射端的发送频率从发射端的待测发送频率序列中的第n-1个待测发送频率调整为发射端的待测发送频率序列中的第n个待测发送频率，并将发射端的接收频率从发射端的第n个待测接收频率调整为初始接收频率。
步骤s222，在发射端的第n个待测发送频率下向接收端发送第n+1频率选择反馈信号，从而接收端在自身的第n个待测接收频率下接收到指定数量的第n+1频率选择反馈信号后，计算在接收端的第n个待测接收频率下的接收信噪比snr，并根据接收端的第一个至第n个待测接收频率下的接收信噪比snr，选取接收端的最优接收频率。
步骤s224，接收到来自接收端的包含接收端的最优接收频率信息的第一信号，其中接收端发送第一信号的发送频率等于发射端的初始接收频率。
步骤s226，根据发射端的第一个至第n个待测接收频率下的接收信噪比snr以及接收端的最优接收频率信息，选取发射端的最优接收频率。
步骤s228，根据第一信号将发射端的发送频率从发射端的第n个待测发送频率调整为接收端的最优接收频率，并将发射端的接收频率从初始接收频率调整为发射端的最优接收频率。
步骤s230，在接收端的最优接收频率下向接收端发送包含发射端的最优接收频率信息的第二信号，从而接收端在接收频率等于接收端的最优接收频率的情况下接收到第二信号后，根据第二信号将自身的发送频率调整为发射端的最优接收频率。
本发明实施例提出的基于usrp的通信频率选择方法，实现了基于usrp的电网运行数据无线采集传输系统中使用的通信频率的选择。首先，在对发射端和接收端的不同待测接收频率进行通信质量检测的过程中，使发射端和接收端在传输信号时发送信号的一端的发送频率与接收信号的另一端的接收频率始终相等，并且，通过使发射端和接收端分别根据来自对方的控制信号和反馈信号进行收发频率的调整，形成了简便、有效的反馈机制，有效保证可靠的无线通信连接，确保了无线通信系统可以稳定有效的运行。同时，通过分别计算发射端的每一个待测接收频率下的接收信噪比snr，可以有效地从多个预设的待测接收频率中选出信道状态最好的信道进行通信，提高电网运行数据无线采集传输系统的传输质量。其次，通过使发射端与接收端在互相传输最优接收频率信息过程中发送信号的一端的发送频率与接收信号的另一端的接收频率相等，保证双方中每一方都可以接收到对方的信息并将自身的收发频率调整为所选择的最优频率，进一步确保了无线通信连接的可靠性。
上文步骤s202中提及的初始发送频率和初始接收频率也称为默认发送频率和默认接收频率。该默认发送频率和默认接收频率是根据大量的工程经验从发射端和接收端的可通信频率范围内预先选取的通信状况比较稳定的一对频率。所谓通信状况比较稳定，是指在这对频率下，即使周边环境变化，发射端和接收端间的双向通信仍然有非常大的概率是可以建立的。因此，默认发送频率和默认接收频率具有可靠性高的特点，在该对频率下虽然可能收发效果不理想，比如传输速率较慢，但是在任何情况下默认发送频率和默认接收频率都能保证实现一个基本的通信能力，以保证在发射端和接收端之间传递信号。
如前文介绍，为了防止usrp设备的自干扰，发射端和接收端中任一者的接收频率与发送频率都不相等，因此，该初始发送频率和初始接收频率是不同的频率。
上文步骤s204中，所提及的第一待测频率序列和第二待测频率序列是在进行通信频率选择之前，根据发射端和接收端的天线的频段，从发射端和接收端的可通信频率范围内分别选取n个待测频率生成的已知序列。
具体地，当发射端和接收端天线的频段为2.4g时，发射端和接收端的可通信频率范围为2,400～2,483.5mhz，则可以从2,400～2,483.5mhz范围内分别选取n个频率生成第一和第二待测频率序列。例如，可以首先从2,400mhz开始，按2mhz的间隔选取2,400mhz、2,402mhz、2,404mhz、2,406mhz、2,408mhz共5个频率生成第一待测频率序列，然后按相同的间隔从2,400～2,483.5mhz范围内再选取5个频率生成第二待测频率序列，再选取的5个频率的频率值与前述5个频率的频率值可以相同，也可以不同，本发明不限于此。
当发射端和接收端天线的频段为470mhz时，发射端和接收端的可通信频率范围为470～504mhz，则可以从470～504mhz范围内分别选取n个频率生成第一和第二待测频率序列。例如，可以首先从470mhz开始，按4mhz的间隔选取470mhz、474mhz、478mhz、482mhz、486mhz、490mhz共6个频率生成第一待测频率序列，然后按相同的间隔在470～504mhz范围内再选取6个频率生成第二待测频率序列，再选取的6个频率的频率值与前述6个频率的频率值可以相同，也可以不同，本发明不限于此。
需要说明的是，此处列举的频率数值和数量仅是示意性的，在实际应用中，可以根据实际天线的可通信频率范围和频宽要求选取待测频率。
上文步骤s204之前，可以在初始接收频率下接收到来自接收端的连接建立请求或文件传送请求，并在初始发送频率下向接收端发送请求响应，从而启动待测接收频率的选取和检测流程。
上文步骤s212中，在发射端的第一个待测接收频率下接收到来自接收端的指定数量的第二频率选择控制信号。
在本发明的可选实施例中，可以针对所接收到的指定数量的第二频率选择控制信号计算指定数量个反映发射端的第一个待测接收频率的通信状况的接收信噪比snr，从而减小对待测接收频率的通信状况的测量误差。优选地，该指定数量为多个，例如5个。
以此类推，可以针对在发射端的第二个至第n个待测接收频率中每一待测接收频率下接收到的指定数量的频率选择控制信号，都计算指定数量个接收信噪比snr。
相应地，在本发明的可选实施例中，发射端的第一个至第n个待测接收频率下的接收信噪比snr的数量包括多个，根据发射端的第一个至第n个待测接收频率下的接收信噪比snr以及接收端的最优接收频率信息，选取发射端的最优接收频率，包括：
计算发射端的每个待测接收频率下的snr平均值；
判断最高snr平均值对应的待测接收频率是否等于接收端的最优接收频率；
若否，选择最高snr平均值对应的待测接收频率作为发射端的最优接收频率；
若是，选择次高的snr平均值对应的待测接收频率作为发射端的最优接收频率。
相应地，图3示出了根据本发明一实施例的应用于usrp设备的接收端的基于usrp的通信频率选择方法的流程图。参见图3，该应用于usrp设备的接收端的基于usrp的通信频率选择方法可以包括以下步骤s302至步骤s330。
步骤s302，设置接收端的初始发送频率和初始接收频率。
步骤s304，将第二待测频率序列和第一待测频率序列分别设置为接收端的待测发送频率序列和待测接收频率序列，其中第一待测频率序列是通过选取发射端和接收端的可通信范围内的n个待测频率生成的序列，第二待测频率序列是通过选取发射端和接收端的可通信范围内的n个待测频率生成的不同于第一待测频率序列的序列，n为大于1的整数。
步骤s306，在初始发送频率下向发射端发送第一频率选择控制信号，从而发射端在接收频率等于接收端的初始发送频率的情况下接收到第一频率选择控制信号时，将自身的接收频率从接收端的初始发送频率调整为发射端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率，其中发射端的待测接收频率序列等于第二待测频率序列。
步骤s308，在初始接收频率下接收到来自发射端的第一频率选择反馈信号，其中发射端发送第一频率选择反馈信号的发送频率等于接收端的初始接收频率。
步骤s310，根据第一频率选择反馈信号将接收端的发送频率从初始发送频率调整为接收端的待测发送频率序列中的第一个待测发送频率，并将接收端的接收频率从初始接收频率调整为接收端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率。
步骤s312，在接收端的第一个待测发送频率下向发射端发送第二频率选择控制信号，从而发射端在自身的第一个待测接收频率下接收到指定数量的第二频率选择控制信号后，计算在发射端的第一个待测接收频率下的接收信噪比snr，根据第二频率选择控制信号将自身的发送频率从接收端的初始接收频率调整为发射端的待测发送频率序列中的第一个待测发送频率，并将自身的接收频率从发射端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率调整为发射端的待测接收频率序列中的第二个待测接收频率，其中发射端的待测发送频率序列等于第一待测频率序列。
步骤s314，在接收端的第一个待测接收频率下接收到来自发射端的指定数量的第二频率选择反馈信号，计算在接收端的第一个待测接收频率下的接收信噪比snr。
步骤s316，根据第二频率选择反馈信号将接收端的发送频率从接收端的待测发送频率序列中的第一个待测发送频率调整为接收端的待测发送频率序列中的第二个待测发送频率，并将接收端的接收频率从接收端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率调整为接收端的待测接收频率序列中的第二个待测接收频率。
步骤s318，以此类推，直到在接收端的第n个待测发送频率下向发射端发送第n+1频率选择控制信号，从而发射端在自身的第n个待测接收频率下接收到指定数量的第n+1频率选择控制信号后，计算在发射端的第n个待测接收频率下的接收信噪比snr，根据第n+1频率选择控制信号将自身的发送频率从发射端的待测发送频率序列中的第n-1个待测发送频率调整为发射端的待测发送频率序列中的第n个待测发送频率。
步骤s320，在接收端的第n个待测接收频率下接收到来自发射端的指定数量的第n+1频率选择反馈信号，计算在接收端的第n个待测接收频率下的接收信噪比snr。
步骤s322，根据接收端的第一个至第n个待测接收频率下的接收信噪比snr，选取接收端的最优接收频率。
步骤s324，判断接收端的最优接收频率是否满足指定通信要求；若否，向用户反馈当前信道质量不能满足通信要求的信息，终止与发射端的通信；若是，将接收端的接收频率从接收端的第n个待测接收频率调整为接收端的最优接收频率，并将接收端的发送频率从接收端的第n个待测发送频率调整为初始发送频率。
步骤s326，在初始发送频率下向发射端发送包含接收端的最优接收频率信息的第一信号，从而发射端在接收频率等于接收端的初始发送频率的情况下接收到第一信号后，进行自身的最优接收频率的选取，并根据第一信号将自身的发送频率调整为接收端的最优接收频率。
步骤s328，在接收端的最优接收频率下接收到来自发射端的包含发射端的最优接收频率信息的第二信号。
步骤s330，根据第二信号将接收端的发送频率从初始发送频率调整为发射端的最优接收频率。
本发明实施例提出的基于usrp的通信频率选择方法，实现了基于usrp的电网运行数据无线采集传输系统中使用的通信频率的选择。首先，在对发射端和接收端的不同待测接收频率进行通信质量检测的过程中，使发射端和接收端在传输信号时发送信号的一端的发送频率与接收信号的另一端的接收频率始终相等，并且，通过使发射端和接收端分别根据来自对方的控制信号和反馈信号进行收发频率的调整，形成了简便、有效的反馈机制，有效保证可靠的无线通信连接，确保了无线通信系统可以稳定有效的运行。同时，通过分别计算接收端的每一个待测接收频率下的接收信噪比snr，可以有效地从多个预设的待测接收频率中选出信道状态最好的信道进行通信，提高电网运行数据无线采集传输系统的传输质量。其次，通过使接收端与发射端在互相传输最优接收频率信息过程中发送信号的一端的发送频率与接收信号的另一端的接收频率相等，保证双方中每一方都可以接收到对方的信息并将自身的收发频率调整为所选择的最优频率，进一步确保了无线通信连接的可靠性。
上文步骤s304之前，可以在初始发送频率下向发射端发送连接建立请求或文件传送请求，并在初始接收频率下接收到来自发射端的请求响应，从而启动待测接收频率的选取和检测流程。
在本发明的可选实施例中，接收端的第一个至第n个待测接收频率下的接收信噪比snr的数量包括多个，相应地，根据接收端的第一个至第n个待测接收频率下的接收信噪比snr，选取接收端的最优接收频率，包括：
计算接收端的每个待测接收频率下的snr平均值，选择最高snr平均值对应的待测接收频率作为接收端的最优接收频率。
在本发明的可选实施例中，判断接收端的最优接收频率是否满足指定通信要求，包括：
判断接收端的最优接收频率对应的snr平均值是否大于或等于指定snr阈值。
以上介绍了图2和图3所示实施例的各个环节的多种实现方式，下面将通过具体实施例来详细介绍本发明的基于usrp的通信频率选择方法的实现过程。
图4示出了根据本发明一具体实施例的结合usrp设备的发射端和接收端的基于usrp的通信频率选择方法的流程示意图。在本发明的具体实施例中，该发射端和接收端可以分别应用于电网运行数据无线采集传输系统的变电站端和中继控制端。如图4所示，该方法可以包括以下步骤s402至步骤s444。
步骤s402，发射端和接收端分别设置各自的初始发送频率和初始接收频率。
如上提及，初始发送频率和初始接收频率是根据大量的工程经验从发射端和接收端的可通信频率范围内预先选取的通信状况比较稳定的一对默认频率。本领域技术人员可明了，为了保证发射端和接收端之间信号的成功传输，发射端的初始发送频率与接收端的初始接收频率相等，并且发射端的初始接收频率与接收端的初始发送频率相等。本具体实施例中，发射端和接收端的天线的频段均为2.4g，则发射端将自身的初始发送频率和初始接收频率分别设置为2,421mhz和2,431mhz，相应地，接收端将自身的初始发送频率和初始接收频率分别设置为2,431mhz和2,421mhz。
步骤s404，将第一待测频率序列和第二待测频率序列分别设置为发射端的待测发送频率序列和待测接收频率序列，并将该第二待测频率序列和该第一待测频率序列分别设置为接收端的待测发送频率序列和待测接收频率序列，其中第一待测频率序列是通过选取发射端和接收端的可通信范围内的n个待测频率生成的序列，第二待测频率序列是通过选取发射端和接收端的可通信范围内的n个待测频率生成的不同于第一待测频率序列的序列，n为大于1的整数。
在本具体实施例中，令n＝5，根据发射端和接收端的天线频段，从发射端和接收端的可通信频率范围内选取2,400mhz、2,402mhz、2,404mhz、2,406mhz、2,408mhz共5个待测频率生成第一待测频率序列——[2,400mhz，2,402mhz，2,404mhz，2,406mhz，2,408mhz]。然后，再从发射端和接收端的可通信频率范围内选取2,400mhz、2,402mhz、2,404mhz、2,406mhz、2,408mhz共5个待测频率生成不同于第一待测频率序列的第二待测频率序列——[2,402mhz，2,404mhz，2,406mhz，2,408mhz，2,400mhz]。
将第一待测频率序列和第二待测频率分别设置为发射端的待测发送频率序列和待测接收频率序列。为了便于描述，将发射端的待测发送频率序列表示为ttx＝[2,400mhz，2,402mhz，2,404mhz，2,406mhz，2,408mhz]，将发射端的待测接收频率序列表示为trx＝[2,402mhz，2,404mhz，2,406mhz，2,408mhz，2,400mhz]。
将第二待测频率序列和第一待测频率序列分别设置为接收端的待测发送频率序列和待测接收频率序列。为了便于描述，将接收端的待测发送频率序列表示为rtx＝[2,402mhz，2,404mhz，2,406mhz，2,408mhz，2,400mhz]，将接收端的待测接收频率序列表示为rrx＝[2,400mhz，2,402mhz，2,404mhz，2,406mhz，2,408mhz]。
需要注意的是，在本具体实施例中，为了简化说明，生成第一待测频率序列和第二待测频率序列所选取的频率值相同，第一待测频率序列与第二待测频率序列的不同之处仅在于待测频率的排列顺序不同，但这仅是示意性的，本发明并不限于此。在实际应用中，可以根据实际通信环境要求选取待测频率生成第一和第二待测频率序列，只需第一和第二待测频率序列满足以下条件即可：在待测接收频率的通信质量的检测过程中，每一时刻下发射端和接收端中任一方的发送频率与接收频率均不相等。
步骤s406，接收端在2,431mhz频率下向发射端发送第一频率选择控制信号。
步骤s408，发射端在2,431mhz频率下接收到第一频率选择控制信号后，将自身的接收频率从2,431mhz调整为trx[0](即2,402mhz)。
步骤s410，发射端在2,421mhz频率下向接收端发送第一频率选择反馈信号。
步骤s412，接收端在2,421mhz频率下接收到第一频率选择反馈信号后，根据第一频率选择反馈信号将自身的发送频率从2,431mhz调整为rtx[0](即2,402mhz)，并将自身的接收频率从2,421mhz调整为rrx的第一个待测接收频率rrx[0](即2,400mhz)。
步骤s414，接收端在rtx[0]频率下向发射端发送第二频率选择控制信号。
步骤s416，发射端在trx[0]频率下接收到指定数量的第二频率选择控制信号后，计算在trx[0]下的接收信噪比snr，根据第二频率选择控制信号将自身的发送频率从2,421mhz调整为ttx[0](即2,400mhz)，并将自身的接收频率从trx[0](即2,402mhz)调整为trx的第二个待测接收频率trx[1](即2,404mhz)。
步骤s418，发射端在ttx[0]频率下向接收端发送第二频率选择反馈信号。
步骤s420，接收端在rrx[0]频率下接收到指定数量的第二频率选择反馈信号后，计算在rrx[0]下的接收信噪比snr，根据第二频率选择反馈信号将自身的发送频率从rtx[0](即2,402mhz)调整为rtx[1](即2,404mhz)，并将自身的接收频率从rrx[0](即2,400mhz)调整为rrx的第二个待测接收频率rrx[1](即2,402mhz)。
以此类推，直到步骤s422，接收端在rtx[n-1](即2,400mhz)频率下向发射端发送第n+1频率选择控制信号。
步骤s424，发射端在trx[n-1](即2,400mhz)频率下接收到指定数量的第n+1频率选择控制信号后，计算在trx[n-1]下的接收信噪比snr，根据第n+1频率选择控制信号将自身的发送频率从ttx[n-2](即2,406mhz)调整为ttx[n-1](即2,408mhz)，并将自身的接收频率从trx[n-1]调整为自身的初始接收频率2,431mhz。
步骤s426，发射端在ttx[n-1]频率下向接收端发送第n+1频率选择反馈信号。
步骤s428，接收端在rrx[n-1](即2,408mhz)频率下接收到指定数量的第n+1频率选择反馈信号后，计算在rrx[n-1]下的接收信噪比snr。
步骤s430，接收端根据rrx[0]至rrx[n-1]下的接收信噪比snr，选取接收端的最优接收频率。
步骤s432，接收端判断自身选取的最优接收频率是否满足指定通信要求，若否，向用户反馈当前信道质量不能满足通信要求的信息，终止与所述发射端的通信；若是，接收端将自身的接收频率从rrx[n-1]调整为接收端的最优接收频率，并将自身的发送频率从rtx[n-1]调整为自身的初始发送频率2,431mhz。
步骤s434，接收端在2,431mhz频率下向发射端发送包含接收端的最优接收频率信息的第一信号。
步骤s436，发射端在2,431mhz频率下接收到第一信号后，根据trx[0]至trx[n-1]下的接收信噪比snr和接收端的最优接收频率信息，选取发射端的最优接收频率。
步骤s438，发射端根据第一信号将自身的发送频率从ttx[n-1]调整为接收端的最优接收频率，并将自身的接收频率从2,431mhz调整为发射端的最优接收频率。
步骤s440，发射端在接收端的最优接收频率下向接收端发送包含发射端的最优接收频率信息的第二信号。
步骤s442，接收端在自身的最优接收频率下接收到第二信号后，根据第二信号将自身的发送频率从2,431mhz调整为发射端的最优接收频率。
步骤s444，接收端与发射端开始正常数据通信。
本方案在对发射端和接收端的不同待测接收频率进行通信质量检测的过程中，使发射端和接收端在传输信号时发送信号的一端的发送频率与接收信号的另一端的接收频率始终相等，并且，通过使发射端和接收端分别根据来自对方的控制信号和反馈信号进行收发频率的调整，形成了简便、有效的反馈机制，有效保证可靠的无线通信连接，确保了无线通信系统可以稳定有效的运行。同时，通过分别计算发射端和接收端在各自的每一个待测接收频率下的接收信噪比snr，可以有效地从多个预设的待测接收频率中选出信道状态最好的信道进行通信，提高电网运行数据无线采集传输系统的传输质量。进一步地，在互相传输最优接收频率信息的过程中，发射端和接收端中发送信号的一端的发送频率与接收信号的另一端的接收频率也始终相等，保证每一方都可以接收到对方的信息并将自身的收发频率调整为所选择的最优频率，进一步确保了无线通信连接的可靠性。
需要说明的是，实际应用中，上述所有可选实施方式可以采用结合的方式任意组合，形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种基于usrp的通信频率选择装置，其应用于usrp设备的发射端。图5示出了根据本发明一实施例的应用于usrp设备的发射端的基于usrp的通信频率选择装置的结构示意图。参见图5，该基于usrp的通信频率选择装置至少可以包括：频率调整模块510、序列设置模块520、信号接收模块530、信号发送模块540以及频率选择模块550。
现介绍本发明实施例的基于usrp的通信频率选择装置的各组成或器件的功能以及各部分间的连接关系：
频率调整模块510，适于设置发射端的初始发送频率和初始接收频率；
序列设置模块520，适于将第一待测频率序列和第二待测频率序列分别设置为发射端的待测发送频率序列和待测接收频率序列，其中第一待测频率序列是通过选取发射端和接收端的可通信范围内的n个待测频率生成的序列，第二待测频率序列是通过选取发射端和接收端的可通信范围内的n个待测频率生成的不同于第一待测频率序列的序列，n为大于1的整数；
信号接收模块530，适于在初始接收频率下接收到来自接收端的第一频率选择控制信号，其中接收端发送第一频率选择控制信号的发送频率等于发射端的初始接收频率；
频率调整模块510，还适于根据第一频率选择控制信号，将发射端的接收频率从初始接收频率调整为发射端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率；
信号发送模块540，适于在初始发送频率下向接收端发送第一频率选择反馈信号，从而接收端在接收频率等于发射端的初始发送频率的情况下接收到第一频率选择反馈信号后，将自身的发送频率从发射端的初始接收频率调整为接收端的待测发送频率序列中的第一个待测发送频率，并将自身的接收频率从发射端的初始发送频率调整为接收端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率，其中接收端的待测发送频率序列和待测接收频率序列分别等于第二待测频率序列和第一待测频率序列；
信号接收模块530，还适于在发射端的第一个待测接收频率下接收到来自接收端的指定数量的第二频率选择控制信号，计算在发射端的第一个待测接收频率下的接收信噪比snr；
频率调整模块510，还适于根据第二频率选择控制信号，将发射端的发送频率从初始发送频率调整为发射端的待测发送频率序列中的第一个待测发送频率，并将发射端的接收频率从发射端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率调整为发射端的待测接收频率序列中的第二个待测接收频率；
信号发送模块540，还适于在发射端的第一个待测发送频率下向接收端发送第二频率选择反馈信号，从而接收端在自身的第一个待测接收频率下接收到指定数量的第二频率选择反馈信号后，计算在接收端的第一个待测接收频率下的接收信噪比snr，将自身的发送频率从接收端的待测发送频率序列中的第一个待测发送频率调整为接收端的待测发送频率序列中的第二个待测发送频率，并将自身的接收频率从接收端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率调整为接收端的待测接收频率序列中的第二个待测接收频率；
以此类推，信号接收模块530，还适于在发射端的第n个待测接收频率下接收到来自接收端的指定数量的第n+1频率选择控制信号，计算在发射端的第n个待测接收频率下的接收信噪比snr；
频率调整模块510，还适于根据第n+1频率选择控制信号将发射端的发送频率从发射端的待测发送频率序列中的第n-1个待测发送频率调整为发射端的待测发送频率序列中的第n个待测发送频率，并将发射端的接收频率从发射端的第n个待测接收频率调整为初始接收频率；
信号发送模块540，还适于在发射端的第n个待测发送频率下向接收端发送第n+1频率选择反馈信号，从而接收端在自身的第n个待测接收频率下接收到指定数量的第n+1频率选择反馈信号后，计算在接收端的第n个待测接收频率下的接收信噪比snr，并根据接收端的第一个至第n个待测接收频率下的接收信噪比snr，选取接收端的最优接收频率；
信号接收模块530，还适于接收到来自接收端的包含接收端的最优接收频率信息的第一信号，其中接收端发送第一信号的发送频率等于发射端的初始接收频率；
频率选择模块550，适于根据发射端的第一个至第n个待测接收频率下的接收信噪比snr以及接收端的最优接收频率信息，选取发射端的最优接收频率；
频率调整模块510，还适于根据第一信号将发射端的发送频率从发射端的第n个待测发送频率调整为接收端的最优接收频率，并将发射端的接收频率从初始接收频率调整为发射端的最优接收频率；
信号发送模块540，还适于在接收端的最优接收频率下向接收端发送包含发射端的最优接收频率信息的第二信号，从而接收端在接收频率等于接收端的最优接收频率的情况下接收到第二信号后，根据第二信号将自身的发送频率调整为发射端的最优接收频率。
在一个可选实施例中，发射端的第一个至第n个待测接收频率下的接收信噪比snr的数量包括多个，频率选择模块550还适于：
计算发射端的每个待测接收频率下的snr平均值；
判断最高snr平均值对应的待测接收频率是否等于接收端的最优接收频率；
若否，选择最高snr平均值对应的待测接收频率作为发射端的最优接收频率；
若是，选择次高的snr平均值对应的待测接收频率作为发射端的最优接收频率。
相应地，本发明实施例还提供了一种基于usrp的通信频率选择装置，其应用于usrp设备的接收端。图6示出了根据本发明一实施例的应用于usrp设备的接收端的基于usrp的通信频率选择装置的结构示意图。参见图6，该基于usrp的通信频率选择装置至少可以包括：频率调整模块610、序列设置模块620、信号发送模块630、信号接收模块640、频率选择模块650以及判断模块660。
现介绍本发明实施例的基于usrp的通信频率选择装置的各组成或器件的功能以及各部分间的连接关系：
频率调整模块610，适于设置接收端的初始发送频率和初始接收频率；
序列设置模块620，适于将第二待测频率序列和第一待测频率序列分别设置为接收端的待测发送频率序列和待测接收频率序列，其中第一待测频率序列是通过选取发射端和接收端的可通信范围内的n个待测频率生成的序列，第二待测频率序列是通过选取发射端和接收端的可通信范围内的n个待测频率生成的不同于第一待测频率序列的序列，n为大于1的整数；
信号发送模块630，适于在初始发送频率下向发射端发送第一频率选择控制信号，从而发射端在接收频率等于接收端的初始发送频率的情况下接收到第一频率选择控制信号时，将自身的接收频率从接收端的初始发送频率调整为发射端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率，其中发射端的待测接收频率序列等于第二待测频率序列；
信号接收模块640，适于在初始接收频率下接收到来自发射端的第一频率选择反馈信号，其中发射端发送第一频率选择反馈信号的发送频率等于接收端的初始接收频率；
频率调整模块610，还适于根据第一频率选择反馈信号将接收端的发送频率从初始发送频率调整为接收端的待测发送频率序列中的第一个待测发送频率，并将接收端的接收频率从初始接收频率调整为接收端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率；
信号发送模块630，还适于在接收端的第一个待测发送频率下向发射端发送第二频率选择控制信号，从而发射端在自身的第一个待测接收频率下接收到指定数量的第二频率选择控制信号后，计算在发射端的第一个待测接收频率下的接收信噪比snr，根据第二频率选择控制信号将自身的发送频率从接收端的初始接收频率调整为发射端的待测发送频率序列中的第一个待测发送频率，并将自身的接收频率从发射端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率调整为发射端的待测接收频率序列中的第二个待测接收频率，其中发射端的待测发送频率序列等于第一待测频率序列；
信号接收模块640，还适于在接收端的第一个待测接收频率下接收到来自发射端的指定数量的第二频率选择反馈信号，计算在接收端的第一个待测接收频率下的接收信噪比snr；
频率调整模块610，还适于根据第二频率选择反馈信号将接收端的发送频率从接收端的待测发送频率序列中的第一个待测发送频率调整为接收端的待测发送频率序列中的第二个待测发送频率，并将接收端的接收频率从接收端的待测接收频率序列中的第一个待测接收频率调整为接收端的待测接收频率序列中的第二个待测接收频率；
以此类推，信号发送模块630，还适于在接收端的第n个待测发送频率下向发射端发送第n+1频率选择控制信号，从而发射端在自身的第n个待测接收频率下接收到指定数量的第n+1频率选择控制信号后，计算在发射端的第n个待测接收频率下的接收信噪比snr，根据第n+1频率选择控制信号将自身的发送频率从发射端的待测发送频率序列中的第n-1个待测发送频率调整为发射端的待测发送频率序列中的第n个待测发送频率；
信号接收模块640，还适于在接收端的第n个待测接收频率下接收到来自发射端的指定数量的第n+1频率选择反馈信号，计算在接收端的第n个待测接收频率下的接收信噪比snr；
频率选择模块650，适于根据接收端的第一个至第n个待测接收频率下的接收信噪比snr，选取接收端的最优接收频率；
判断模块660，适于判断接收端的最优接收频率是否满足指定通信要求，若否，向用户反馈当前信道质量不能满足通信要求的信息，终止与发射端的通信；
频率调整模块610，还适于若接收端的最优接收频率满足指定通信要求，将接收端的接收频率从接收端的第n个待测接收频率调整为接收端的最优接收频率，并将接收端的发送频率从接收端的第n个待测发送频率调整为初始发送频率；
信号发送模块630，还适于在初始发送频率下向发射端发送包含接收端的最优接收频率信息的第一信号，从而发射端在接收频率等于接收端的初始发送频率的情况下接收到第一信号后，进行自身的最优接收频率的选取，并根据第一信号将自身的发送频率调整为接收端的最优接收频率；
信号接收模块640，还适于在接收端的最优接收频率下接收到来自发射端的包含发射端的最优接收频率信息的第二信号；
频率调整模块610，还适于根据第二信号将接收端的发送频率从初始发送频率调整为发射端的最优接收频率。
在一个可选实施例中，接收端的第一个至第n个待测接收频率下的接收信噪比snr的数量包括多个，频率选择模块650还适于：
计算接收端的每个待测接收频率下的snr平均值，选择最高snr平均值对应的待测接收频率作为接收端的最优接收频率。
在一个可选实施例中，判断模块660还适于：
判断接收端的最优接收频率对应的snr平均值是否大于或等于指定snr阈值。
根据上述任意一个可选实施例或多个可选实施例的组合，本发明实施例能够达到如下有益效果：
本发明实施例提出的基于usrp的通信频率选择方法和装置，实现了基于usrp的电网运行数据无线采集传输系统中使用的通信频率的选择。首先，在对发射端和接收端的不同待测接收频率进行通信质量检测的过程中，使发射端和接收端在传输信号时发送信号的一端的发送频率与接收信号的另一端的接收频率始终相等，并且，通过使发射端和接收端分别根据来自对方的控制信号和反馈信号进行收发频率的调整，形成了简便、有效的反馈机制，有效保证可靠的无线通信连接，确保了无线通信系统可以稳定有效的运行。同时，通过分别计算发射端和接收端在各自的每一个待测接收频率下的接收信噪比snr，可以有效地从多个预设的待测接收频率中选出信道状态最好的信道进行通信，提高电网运行数据无线采集传输系统的传输质量。其次，在互相传输最优接收频率信息的过程中，发射端和接收端中发送信号的一端的发送频率与接收信号的另一端的接收频率也始终相等，保证每一方都可以接收到对方的信息并将自身的收发频率调整为所选择的最优频率，进一步确保了无线通信连接的可靠性。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(dsp)来实现根据本发明实施例的基于usrp的通信频率选择装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。