一种电力载波高效载荷数据收发机制的制作方法

1.本发明涉及电力载波通信技术领域，特别是一种电力载波高效载荷数据收发机制。


背景技术：

2.hplc宽带低压电力载波通信组网结构，如图1所示，为树状组网，通过代理转发节点pco形成中央协调器cco抵达任何一个站点sta的路由；与cco直接组网的sta为1层级节点，以此类推，与一级pco直接组网的sta为2层级节点，最多支持15层级组网。
3.hplc通信中，有四种通信报文类型，其中sof帧(起始帧)主要是用于设备之间传输数据。当前hplc电力载波技术规范有四种载荷数据方式：分别是包长72/136/264/520，同时每帧可以最多使用4包。当前大部分技术实现都是根据帧长所需来设置包长和包个数，优先使用单包传输。比如一帧报文长度为100字节，就是用136包长，包个数1；一帧报文长度为500字节，会优先使用520包长包个数1而不会使用264包长包个数2。现有技术框架下，在不同的频段下、不同的现场场景下，如果简单的根据帧长来选择包长，可能会由于包长过大导致通信成功率低的问题。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是克服现有技术的缺点，提供一种可智能选择发包策略，始终保持通信最优策略，达到最佳通信成功率和通信效率，可适应信道变化，能在各种信道条件下，最大效率提升传输可靠性和数据速率的电力载波高效载荷数据收发机制。
5.本发明采用如下技术方案：
6.一种电力载波高效载荷数据收发机制，包括以下运行机制：
7.①
数据初始化机制：电力线载波通信网络启动组网后，先运行一段时间t，运行过程中，sta节点初次上电时，传输报文只根据帧长选择对应包长，不做固定包长选择，通信模块记录并统计时间t内各sta节点传输报文采用的包长、包个数以及对应的通信成功率rate和平均信噪比snr；
8.②
通信策略选择机制：sta节点每运行一段时间t，对于每一个sta节点，均记录并统计对应包长、包个数的发包策略所对应的通信成功率rate和平均信噪比snr，通过对比不同发包策略的通信成功率rate和平均信噪比snr进行策略选择，具体策略选择方法为：
9.i.平均信噪比snr≥设定阈值a时，判定为通信环境良好；
10.从所有通信成功率rate≥设定百分比b的发包策略中，选择包长相对较大情况下包个数相对较多的发包策略作为固定发包策略，如果本次发包策略与上一次发包策略一致，则不清空统计数据，否则清空本次统计数据，重复步骤
②
；
11.如果所有发包策略的通信成功率rate＜设定百分比b，无论之前是否已有固定发包策略，均清空本次统计数据，对发包策略进行依次遍历，并重复步骤
②
；
12.ii.平均信噪比snr＜设定阈值a时，判定为通信状况不良；
13.从所有通信成功率rate≥设定百分比b的发包策略中选择包长相对较大情况下包个数相对较多的发包策略暂时作为固定发包策略，此策略占发送比例50％，剩余50％发包则对发包策略进行依次遍历，同时清空本次统计数据，重复步骤
②
；
14.如果所有发包策略的通信成功率rate＜设定百分比b，清空本次统计数据，对发包策略进行依次遍历，并重复步骤
②
；如果连续n次遍历均通信成功率rate＜设定百分比b，则清空本次统计数据，然后从所有发包策略中选择通信成功率rate最大的策略暂时作为固定发包策略，此策略占发送比例50％，剩余50％发包则对发包策略进行依次遍历，并重复步骤
②
。
15.进一步地，所述通信成功率rate的统计方法为：在sta节点发送起始帧sof后，通过对端是否回复选择确认帧sack，来判断对端是否成功接收报文，从而统计通信成功率。
16.进一步地，所述各sta节点的平均信噪比snr的统计方法为：通过与sta节点通信接收获取对应的平均信噪比。
17.进一步地，所述发包策略包括包长参数和包个数参数，按照包长从小到大以及包个数从少到多依次从小到大编有策略序号。
18.进一步地，对发包策略进行依次遍历时，按照策略序号从小到大依次遍历，直至平均信噪比snr≥设定阈值a且通信成功率rate≥设定百分比b。
19.进一步地，所述设定百分比b为95％～100％。
20.进一步地，所述遍历次数n为2～5。
21.进一步地，所述时间t时长为3～8分钟。
22.进一步地，所述包长参数包括72字节、136字节、264字节和520字节四种。
23.进一步地，所述包个数参数包括一包和多包两种。
24.由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明的有益效果是：
25.本发明通过实时记录并统计各发包策略的通信成功率和平均信噪比，可结合信噪比情况和通信成功率情况实时智能选择对应包长和包个数的发包策略，始终保持通信最优策略，从而达到最佳通信成功率和通信效率，可实现载波模块的通信率的自优化功能，实时保持最佳载荷数据机制。在相同良好信道条件下，可大大提升通信速率；在相同较差信道条件下，能提升通信成功率；相同的数据报文，在该机制下能够适应信道变化，能在各种信道条件下，最大效率提升传输可靠性和数据速率；实现更可靠的通信能力和性能。
附图说明
26.图1是宽带低压电力载波(hplc)组网结构示意图，图中示出了cco、pco和sta节点；
27.图2是本发明实施例1的运行机制的方法流程图。
具体实施方式
28.以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
29.实施例1
30.参照图1和图2，本发明的一种电力载波高效载荷数据收发机制，包括以下运行机制：
31.①
数据初始化机制：电力线载波通信网络启动组网后，先运行一段时间t，时间t时
长为5分钟，运行过程中，sta节点初次上电时，传输报文只根据帧长选择对应包长，不做固定包长选择，通信模块记录并统计时间t内各sta节点传输报文采用的包长、包个数的发包策略以及对应的通信成功率rate和平均信噪比snr。
32.通信成功率rate的统计方法为：在sta节点发送起始帧sof后，通过对端是否回复选择确认帧sack，来判断对端是否成功接收报文，从而统计通信成功率，通信成功率统计如表1所示。
33.表1
[0034][0035][0036]
各sta节点的平均信噪比snr的统计方法为：通过与sta节点通信接收获取对应的平均信噪比，平均信噪比统计如表2所示。
[0037]
表2
[0038]
节点平均信噪比1snr12snr23snr3
……
[0039]
发包策略包括包长参数和包个数参数，包长参数包括72字节、136字节、264字节和520字节四种。包个数参数包括一包和多包两种。按照包长从小到大以及包个数从少到多依次从小到大编有策略序号。如表3所示。
[0040]
表3
[0041]
策略序号包长包个数1721
272多包313614136多包526416264多包752018520多包
[0042]
②
通信策略选择机制：sta节点每运行一段时间t，对于每一个sta节点，均记录并统计对应包长、包个数的发包策略所对应的通信成功率rate和平均信噪比snr，通过对比不同发包策略的通信成功率rate和平均信噪比snr进行策略选择，具体策略选择方法为：
[0043]
i.平均信噪比snr≥设定阈值a时，判定为通信环境良好，本实施例中，设定阈值a为70db；
[0044]
从所有通信成功率rate≥设定百分比95％的发包策略中，选择表3中策略序号最大的发包策略作为固定发包策略，如果本次发包策略与上一次发包策略一致，则不清空统计数据，否则清空本次统计数据，重复步骤
②
；
[0045]
如果所有发包策略的通信成功率rate＜设定百分比95％，无论之前是否已有固定发包策略，均清空本次统计数据，按照表3中策略序号从小到大依次对发包策略进行遍历，并重复步骤
②
；
[0046]
ii.平均信噪比snr＜设定阈值a时，判定为通信状况不良；
[0047]
从所有通信成功率rate≥设定百分比95％的发包策略中选择表3中策略序号最大的发包策略暂时作为固定发包策略，此策略占发送比例50％，剩余50％发包则按照表3中策略序号从小到大依次对发包策略进行遍历，同时清空本次统计数据，重复步骤
②
；
[0048]
如果所有发包策略的通信成功率rate＜设定百分比95％，清空本次统计数据，按照表3中策略序号从小到大依次对发包策略进行遍历，并重复步骤
②
；如果连续3次遍历均通信成功率rate＜设定百分比95％，则清空本次统计数据，然后从所有发包策略中选择通信成功率rate最大的策略暂时作为固定发包策略，此策略占发送比例50％，剩余50％发包则按照表3中策略序号从小到大依次对发包策略进行遍历，并重复步骤
②
。
[0049]
对发包策略进行依次遍历时，按照策略序号从小到大依次遍历，直至平均信噪比snr≥设定阈值a且通信成功率rate≥设定百分比95％。
[0050]
采用本发明的电力载波高效载荷数据收发机制，在相同良好信道条件下，可大大提升通信速率；在相同较差信道条件下，能提升通信成功率。相同的数据报文，在该机制下能够适应信道变化，能在各种信道条件下，最大效率提升传输可靠性和数据速率。
[0051]
本发明中涉及的相关技术术语的名词解释：
[0052]
hplc：宽带低压电力载波；
[0053]
cco：中央协调器(central coordinator)；
[0054]
pco：代理转发节点(proxy coordinator)；
[0055]
sta：站点(stattion)；
[0056]
rate：通信成功率；
[0057]
snr：信噪比；
[0058]
sof：起始帧；
[0059]
sack：选择确认帧。
[0060]
实施例2
[0061]
本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中，通信成功率的设定百分比阈值为98％，发包策略的遍历次数阈值为5，运行时间t时长为8分钟。
[0062]
上述仅为本发明的两个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。