一种电力线宽带载波的通信成功率计算方法和装置与流程

本发明涉及电力线载波通信
技术领域：
，尤其涉及一种电力线宽带载波的通信成功率计算方法和装置。
背景技术：
：电力线载波通信技术简称plc技术，通常使用调制解调器来调制信号，然后将调制好的信号注入到电力线中进行通信。电力线宽带载波采用ofdm调制技术，利用广泛部署的电力线作为通信通道，可以免布线、低成本地实现用户的电能量采集终端接入宽带通信网络。在电力载波通信中，不同站点间的通信效率会直接影响到数据传输的质量。在上行、下行通信中，为了选择一条最高效的数据链路来进行数据传输，国内外研究成果采用不同的指标用于路径选择。信号强度现有的部分电力用户抄表系统通过计算每个接收端的信号强度来选择数据传输路径。信号强度，即接收站点检测到发送站点发送信号的功率。在两个站点之间选择传输路径时，将信号强度最大的路径作为传输路径。通信路径的选择如图1所示。各站点之间皆为双向通信，数据从sta1(站点1)传输到sta2的过程称之为下行通信，在下行通信过程中sta1为发送端，sta2为接收端；数据从sta2传输到sta1的过程称之为上行通信，在上行通信中sta2为发送端，sta1为接收端。通信成功率电力用户抄表系统通过计算发送端和接收端间的通信成功率来选择数据传输的最佳路径。如图1所示，设下行通信中sta1发送的报文帧数为a，sta2正确接收到的报文数量为k，则sta1与sta2间的下行通信成功率p为p＝k/a。现有技术的缺点：(1)电力用户抄表系统依据信号强度这一指标来选择报文传输的最佳路径，可能存在信号强度高而通信链路质量低的现象，导致报文丢包率高，降低了报文传输的完整性与准确性。(2)虽然通信成功率的定义简单清晰，但是关于通信成功率的统计周期、计算方法仍不明确。在某些时变性较强的应用场景中，统计周期过短会导致通信成功率波动较大；而统计周期过长则会导致通信成功率无法及时反映链路通信质量，影响路径选取。(3)现有方法的通信成功率计算是单向的，在双向不对称环境中，单向的通信成功率无法准确反映链路的双向通信质量。技术实现要素：本发明实施例提供了一种电力线宽带载波的通信成功率计算方法和装置，更能反映站点间的链路通信质量，更能准确反映链路通信质量的动态变化，且能避免过大的波动。本发明实施例提供的一种电力线宽带载波的通信成功率计算方法，包括：s1：在下行通信中通过预定的路由周期中第一站点发送的报文数量和第二站点接收到的报文数量，计算下行通信成功率，在上行通信中通过所述路由周期中第二站点发送的报文数量和第一站点接收到的报文数量，计算上行通信成功率；s2：将所述上行通信成功率和所述下行通信成功率进行乘积运算获取所述路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率，计算最近预定个数所述路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率加权平均值。优选地，所述步骤s2具体包括：将所述上行通信成功率和所述下行通信成功率进行乘积运算获取所述路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率，并计算最近预定个数所述路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率，通过预定个数加权值，计算最近预定个数所述路由周期的通信成功率加权平均值。优选地，所述步骤s1之前还包括：s0：通过第一站点构造预定的路由周期中报文数量的信息帧，通过第二站点构造预定的路由周期中报文数量的信息帧，通过第一站点和第二站点交换信息帧，获取在下行通信中通过预定的路由周期中第一站点发送的报文数量axi和第二站点接收到的报文数量kxi，并获取在上行通信中通过所述路由周期中第二站点发送的报文数量asi和第一站点接收到的报文数量ksi，所述预定的路由周期为第i个路由周期，i＝1,2,…,n，n为正整数。优选地，所述步骤s1具体包括：在下行通信中通过第i个路由周期中第一站点发送的报文数量axi和第二站点接收到的报文数量kxi，通过第一公式计算下行通信成功率pxi，在上行通信中通过第i个路由周期中第二站点发送的报文数量asi和第一站点接收到的报文数量ksi，通过第二公式计算上行通信成功率psi，其中所述第一公式为：pxi＝kxi/axi，所述第二公式为：psi＝ksi/asi，其中，pxi为下行通信成功率，axi为第一站点发送的报文数量，kxi为第二站点接收到的报文数量，psi为上行通信成功率，asi为第二站点发送的报文数量，ksi为第一站点接收到的报文数量，i＝1,2,…,n，n为正整数。优选地，所述步骤s2具体包括：将所述上行通信成功率psi和所述下行通信成功率pxi进行乘积运算获取第i个路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率pi，通过第三公式和n个加权值计算第i个路由周期最近n个路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率加权平均值pji，所述第三公式为：pji为通信成功率加权平均值，pi、pi-1......pi-n+1为第i个路由周期最近n个路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率，w0、w1......wn-1为n个加权值，其中w0>w1>...>wn。本发明实施例中提供的一种电力线宽带载波的通信成功率计算装置，包括：第一计算单元，用于在下行通信中通过预定的路由周期中第一站点发送的报文数量和第二站点接收到的报文数量，计算下行通信成功率，在上行通信中通过所述路由周期中第二站点发送的报文数量和第一站点接收到的报文数量，计算上行通信成功率；第二计算单元，将所述上行通信成功率和所述下行通信成功率进行乘积运算获取所述路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率，计算最近预定个数所述路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率加权平均值。优选地，所述第二计算单元具体包括：乘积运算子单元，具体用于将所述上行通信成功率和所述下行通信成功率进行乘积运算；第一获取子单元，具体用于获取所述路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率；第一计算子单元，具体用于计算最近预定个数所述路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率；第二计算子单元，具体用于通过预定个数加权值，计算最近预定个数所述路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率加权平均值。优选地，还包括：获取单元，用于通过第一站点构造预定的路由周期中报文数量的信息帧，通过第二站点构造预定的路由周期中报文数量的信息帧，通过第一站点和第二站点交换信息帧，获取在下行通信中通过预定的路由周期中第一站点发送的报文数量axi和第二站点接收到的报文数量kxi，并获取在上行通信中通过所述路由周期中第二站点发送的报文数量asi和第一站点接收到的报文数量ksi，所述预定的路由周期为第i个路由周期，i＝1,2,…,n，n为正整数。优选地，所述第一计算单元具体包括：第三计算子单元，具体用于在下行通信中通过第i个路由周期中第一站点发送的报文数量axi和第二站点接收到的报文数量kxi，通过第一公式计算下行通信成功率pxi；第四计算子单元，具体用于在上行通信中通过第i个路由周期中第二站点发送的报文数量asi和第一站点接收到的报文数量ksi，通过第二公式计算上行通信成功率psi；其中所述第一公式为：pxi＝kxi/axi，所述第二公式为：psi＝ksi/asi，其中，pxi为下行通信成功率，axi为第一站点发送的报文数量，kxi为第二站点接收到的报文数量，psi为上行通信成功率，asi为第二站点发送的报文数量，ksi为第一站点接收到的报文数量，i＝1,2,…,n，n为正整数。优选地，所述乘积运算子单元，具体用于将所述上行通信成功率psi和所述下行通信成功率pxi进行乘积运算；所述第一获取子单元，具体用于获取第i个路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率pi；所述第一计算子单元，具体用于计算第i个路由周期最近n个路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率；所述第二计算子单元，具体用于通过n个加权值和第三公式计算第i个路由周期最近n个路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率加权平均值pji，所述第三公式为：pji为通信成功率加权平均值，pi、pi-1......pi-n+1为第i个路由周期最近n个路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率，w0、w1......wn-1为n个加权值，其中w0>w1>...>wn。从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：本发明实施例中提供的一种电力线宽带载波的通信成功率计算方法和装置，其中，一种电力线宽带载波的通信成功率计算方法包括：s1：在下行通信中通过预定的路由周期中第一站点发送的报文数量和第二站点接收到的报文数量，计算下行通信成功率，在上行通信中通过所述路由周期中第二站点发送的报文数量和第一站点接收到的报文数量，计算上行通信成功率；s2：将所述上行通信成功率和所述下行通信成功率进行乘积运算获取所述路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率，计算最近预定个数所述路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率加权平均值。本实施例中，通过将上下行通信成功率的乘积作为一个路由周期内两个站点之间的通信成功率，最后对最近多个路由周期的通信成功率做加权平均运算，作为第一站点和第二站点之间链路通信质量的评价指标，更能反映站点间的链路通信质量，更能准确反映链路通信质量的动态变化，且能避免过大的波动。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1本发明实施例中提供的一种上、下行通信示意图；图2本发明实施例中提供的一种电力线宽带载波的通信成功率计算方法的一个实施例的流程示意图；图3本发明实施例中提供的一种电力线宽带载波的通信成功率计算装置的一个实施例的结构示意图；图4本发明实施例中提供的一种电力线宽带载波的通信成功率计算装置的另一个实施例的结构示意图；图5本发明实施例中提供的一种站点通信示意图；图6本发明实施例中提供的一种电力线宽带载波的通信成功率计算方法的一个实施例的流程示意图。具体实施方式本发明实施例提供了一种电力线宽带载波的通信成功率计算方法和装置，更能反映站点间的链路通信质量，更能准确反映链路通信质量的动态变化，且能避免过大的波动。为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。请参阅图2，本发明实施例中提供的一种电力线宽带载波的通信成功率计算方法的一个实施例包括：101、在下行通信中通过预定的路由周期中第一站点发送的报文数量和第二站点接收到的报文数量，计算下行通信成功率，在上行通信中通过所述路由周期中第二站点发送的报文数量和第一站点接收到的报文数量，计算上行通信成功率；通信成功率为接收端正确接收到的报文帧数与发送端发送的报文帧数的比值，上行通信为由表计向集中器传输数据，下行通信为由集中器向表计传输数据，站点为电力线宽带载波通信中具备发送和接收报文的设备，可以是安装在集中器、表计上的通信模块。如图5，在下行通信过程中，根据一个路由周期中第一站点sta1发送的报文数量和第二站点sta2接收到的报文数量，计算下行通信成功率；在上行通信过程中，根据一个路由周期中第二站点sta2发送的报文数量和第一站点sta1接收到的报文数量，计算上行通信成功率。102、将所述上行通信成功率和所述下行通信成功率进行乘积运算获取所述路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率，计算最近预定个数所述路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率加权平均值。再将上下行通信成功率的乘积作为一个路由周期内两个站点之间的通信成功率。最后对最近多个路由周期的通信成功率做加权平均运算，并以此作为sta1和sta2之间链路通信质量的评价指标。本实施例中，通过在下行通信过程中，根据一个路由周期中sta1发送的报文数量和sta2接收到的报文数量，计算下行通信成功率；在上行通信过程中，根据一个路由周期中sta2发送的报文数量和sta1接收到的报文数量，计算上行通信成功率，再将上下行通信成功率的乘积作为一个路由周期内两个站点之间的通信成功率，最后对最近多个路由周期的通信成功率做加权平均运算，并以此作为sta1和sta2之间链路通信质量的评价指标，正确反映站点之间的链路通信质量，能够综合反映双向通信质量，可正确反映链路通信质量的动态变化。上面是对一种电力线宽带载波的通信成功率计算方法进行详细的描述，下面将对一种电力线宽带载波的通信成功率计算方法的过程进行详细的描述，本发明实施例中提供的一种电力线宽带载波的通信成功率计算方法的另一个实施例包括：201、通过第一站点构造预定的路由周期中报文数量的信息帧，通过第二站点构造预定的路由周期中报文数量的信息帧，通过第一站点和第二站点交换信息帧，获取在下行通信中通过预定的路由周期中第一站点发送的报文数量axi和第二站点接收到的报文数量kxi，并获取在上行通信中通过所述路由周期中第二站点发送的报文数量asi和第一站点接收到的报文数量ksi，所述预定的路由周期为第i个路由周期，i＝1,2,…,n，n为正整数。通信成功率为接收端正确接收到的报文帧数与发送端发送的报文帧数的比值，上行通信为由表计向集中器传输数据，下行通信为由集中器向表计传输数据，站点为电力线宽带载波通信中具备发送和接收报文的设备，可以是安装在集中器、表计上的通信模块。如图6，在第i+1周期，sta1构造反映第i周期报文数量的信息帧，如表1所示：表1sta1发送报文数量axista1接收报文数量ksi在第i+1周期，sta2构造反映第i周期报文数量的信息帧，如表2所示：表2sta2发送报文数量asista2接收报文数量kxista1和sta2交换信息帧，两者均得到第i个路由周期内(i＝1,2，…，n)，上行通信中第二站点发送报文数量asi和第一站点接收报文数量ksi，下行通信中第一站点发送报文数量axi和第二站点接收到的报文数量kxi。202、在下行通信中通过第i个路由周期中第一站点发送的报文数量axi和第二站点接收到的报文数量kxi，通过第一公式计算下行通信成功率pxi，在上行通信中通过第i个路由周期中第二站点发送的报文数量asi和第一站点接收到的报文数量ksi，通过第二公式计算上行通信成功率psi，其中所述第一公式为：pxi＝kxi/axi，所述第二公式为：psi＝ksi/asi，其中，pxi为下行通信成功率，axi为第一站点发送的报文数量，kxi为第二站点接收到的报文数量，psi为上行通信成功率，asi为第二站点发送的报文数量，ksi为第一站点接收到的报文数量，i＝1,2,…,n，n为正整数。分别通过第二公式和第一公式sta1和sta2均计算第i个路由周期内的上行通信成功率psi和下行通信成功率pxi，所述第一公式和第二公式分别为：pxi＝kxi/axi，pxi＝kxi/axi，203、将所述上行通信成功率psi和所述下行通信成功率pxi进行乘积运算获取第i个路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率pi，通过第三公式和n个加权值计算第i个路由周期最近n个路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率加权平均值pji，所述第三公式为：pji为通信成功率加权平均值，pi、pi-1......pi-n+1为第i个路由周期最近n个路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率，w0、w1......wn-1为n个加权值，其中w0>w1>...>wn。如图6，将所述上行通信成功率psi和所述下行通信成功率pxi进行乘积运算计算第i个路由周期内的第一站点和第二站点之间的通信成功率：pi＝psi×pxi由于两站点间的通信存在交互性，一个站点既可以作为上行通信中的发送端，也可以作为下行通信中的接收端。若只求取该站点单次接收或者单次发送的通信成功率，结果具有片面性，不能可靠反映站点间的通信效果，影响路由选择。记录最近n个路由周期的通信成功率pi、pi-1......pi-n+1。选择n个加权值w0、w1......wn-1,其中w0>w1>...>wn。计算最近n个路由周期的通信成功率加权平均值pji，即第三公式为：pji为通信成功率加权平均值，pi、pi-1......pi-n+1为第i个路由周期最近n个路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率，w0、w1......wn-1为n个加权值，其中w0>w1>...>wn。将pji作为衡量链路通信质量的指标，用于路由选择。pji值越大，则说明两个站点sta1与sta2之间的通信质量越好。在计算两站点间的通信成功率时，还可以用平均值法来代替加权平均。在下行通信过程中，根据一个路由周期中sta1发送的报文数量和sta2接收到的报文数量，计算下行通信成功率；在上行通信过程中，根据一个路由周期中sta2发送的报文数量和sta1接收到的报文数量，计算上行通信成功率。再将上下行通信成功率的乘积作为一个路由周期内两个站点之间的通信成功率。最后对最近多个路由周期的通信成功率仅做平均值运算，并以此作为sta1和sta2之间链路通信质量的评价指标。本实施例中，通过一个路由周期内两站点间的通信成功率为单次上、下行成功率的乘积这一概念，充分考虑到了数据传输的交互性，相比原有计算方法更加精确，也有利于路径的选择，对多个周期内两站点间的通信成功率进行加权平均，克服单周期内数据波动大的缺点，权重根据链路情况来定义。其结果能充分反映最近信道的情况，提升了链路质量，相比于以信号强度作为评价指标的方法，计算数值更能反映站点之间的链路通信质量，计算结果更能准确反映链路通信质量的动态变化，且能避免过大的波动。请参阅图3，本发明实施例中提供的一种电力线宽带载波的通信成功率计算装置的一个实施例，包括：第一计算单元301，用于在下行通信中通过预定的路由周期中第一站点发送的报文数量和第二站点接收到的报文数量，计算下行通信成功率，在上行通信中通过所述路由周期中第二站点发送的报文数量和第一站点接收到的报文数量，计算上行通信成功率；第二计算单元302，将所述上行通信成功率和所述下行通信成功率进行乘积运算获取所述路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率，计算最近预定个数所述路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率加权平均值。上面是对一种电力线宽带载波的通信成功率计算装置各单元进行详细的描述，下面将对一种电力线宽带载波的通信成功率计算装置各附加单元进行详细的描述，请参阅图4，本发明实施例中提供的一种电力线宽带载波的通信成功率计算装置的另一个实施例包括：获取单元401，用于通过第一站点构造预定的路由周期中报文数量的信息帧，通过第二站点构造预定的路由周期中报文数量的信息帧，通过第一站点和第二站点交换信息帧，获取在下行通信中通过预定的路由周期中第一站点发送的报文数量axi和第二站点接收到的报文数量kxi，并获取在上行通信中通过所述路由周期中第二站点发送的报文数量asi和第一站点接收到的报文数量ksi，所述预定的路由周期为第i个路由周期，i＝1,2,…,n，n为正整数。第一计算单元402，用于在下行通信中通过预定的路由周期中第一站点发送的报文数量和第二站点接收到的报文数量，计算下行通信成功率，在上行通信中通过所述路由周期中第二站点发送的报文数量和第一站点接收到的报文数量，计算上行通信成功率；所述第一计算单元402具体包括：第三计算子单元4021，具体用于在下行通信中通过第i个路由周期中第一站点发送的报文数量axi和第二站点接收到的报文数量kxi，通过第一公式计算下行通信成功率pxi；第四计算子单元4022，具体用于在上行通信中通过第i个路由周期中第二站点发送的报文数量asi和第一站点接收到的报文数量ksi，通过第二公式计算上行通信成功率psi；其中所述第一公式为：pxi＝kxi/axi，所述第二公式为：psi＝ksi/asi，其中，pxi为下行通信成功率，axi为第一站点发送的报文数量，kxi为第二站点接收到的报文数量，psi为上行通信成功率，asi为第二站点发送的报文数量，ksi为第一站点接收到的报文数量，i＝1,2,…,n，n为正整数。第二计算单元403，将所述上行通信成功率和所述下行通信成功率进行乘积运算获取所述路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率，计算最近预定个数所述路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率加权平均值。所述第二计算单元403具体包括：所述乘积运算子单元4031，具体用于将所述上行通信成功率psi和所述下行通信成功率pxi进行乘积运算；所述第一获取子单元4032，具体用于获取第i个路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率pi；所述第一计算子单元4033，具体用于计算第i个路由周期最近n个路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率；所述第二计算子单元4034，具体用于通过n个加权值和第三公式计算第i个路由周期最近n个路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率加权平均值pji，所述第三公式为：pji为通信成功率加权平均值，pi、pi-1......pi-n+1为第i个路由周期最近n个路由周期中第一站点和第二站点之间的通信成功率，w0、w1......wn-1为n个加权值，其中w0>w1>...>wn。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页12