用于电力物联网的双模通信接入信道性能评估方法及系统与流程

本发明涉及电力物联网领域，具体而言，涉及一种用于电力物联网的双模通信接入信道性能评估方法及系统。

背景技术：

1、在面向用电信息采集的双模通信网络中，双模节点有hplc和微功率无线两种通信信道，当节点进行数据传输或者数据转发时，有可能同时存在多种可选择通信信道。因此节点需要选择信道进行接入，选择合适的信道进行接入进而转发数据，对于提高数据的通信可靠性和成功率有重要意义。开展坚强智能电网建设对用电信息采集系统提出了更高要求,其通信网络建设也面临更大挑战。电力用户总量庞大但分布广泛，与相对稳定的远程通信信道相比，本地信道建设显得更加复杂和困难，本地信道传统的单一通信方式已不能满足用电信息采集业务通信需求。在用电信息采集网络中，影响信道环境的因素是多样化的，各指标因素也是时变的，需结合多种性能指标评估信道的通信性能，根据评判结果选择最优信道进行接入，可以达到最优路径选择，改善通信网络性能，提高用电信息采集的可靠性及成功率。因此，目前需要一种能够有效提高数据传输和转发的可靠性和成功率的用于电力物联网的双模通信接入信道性能评估方法及系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于电力物联网的双模通信接入信道性能评估方法及系统，其通过选择最优路径，改善通信网络性能，有效提高了数据传输和转发的可靠性和成功率。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种用于电力物联网的双模通信接入信道性能评估方法，其包括如下步骤：建立层次分析模型，所述层次分析模型从上到下依次包括：目标层即最优信道方案，准则层即多项信道性能指标，方案层即多种信道方案；通过模糊层次分析法计算准则层中单个所述信道性能指标针对不同所述信道方案的方案相对权重；获取所述目标层中各项所述信道性能指标之间的指标相对权重；结合所述方案相对权重和所述指标相对权重得到多项所述信道性能指标的信道质量综合权重；根据多项所述信道性能指标的所述信道质量综合权重选择多个可选通信信道中的最优信道，切换至最优信道进行数据传输。

4、进一步地，在本发明中，上述一种用于电力物联网的双模通信接入信道性能评估方法包括：提取双模通信网通信信道的多项信道性能指标，利用多项所述信道性能指标构建通信节点全信息矩阵；通过所述通信节点全信息矩阵计算得到所述目标层中各项所述信道性能指标之间的所述指标相对权重。

5、进一步地，在本发明中，通过所述模糊层次分析法计算准则层中单个所述信道性能指标针对不同所述信道方案的所述方案相对权重，包括如下步骤：通过下一层级各个因子对上一层级各个因子的重要性分别建立优先关系矩阵；根据两个所述优先关系矩阵建立模糊一致矩阵；利用所述模糊一致矩阵计算各种所述信道方案在单一所述信道性能指标下的所述方案相对权重。

6、进一步地，在本发明中，上述通过下一层级各个因子对上一层级各个因子的重要性分别建立优先关系矩阵，包括如下步骤：通过所述准则层中各个因子对所述目标层的相对重要性，建立优先关系矩阵；通过所述方案层对所述准则层的不同因子中的相对重要性，建立优先关系矩阵。

7、进一步地，在本发明中，上述优先关系矩阵f采用三级标度0、0.5和1确定两两因子的相对关系，表示为：其中，fij为根据决策问题和最终目标所确定的相关准则因子，i为因子所在行序号，j为因子所在列序号，n为正整数；对两个所述优先关系矩阵求和后利用如下公式进行变换计算得到计算得到rij，得到所述模糊一致矩阵r，表示为：r＝(rij)n×n；其中，fik为优先关系矩阵f第i行、第k列的元素；ri为优先关系矩阵f第i行各元素之和；rj为优先关系矩阵f第j行各元素之和。

8、进一步地，在本发明中，通过方根法计算各种所述信道方案在单一所述信道性能指标下的所述方案相对权重wi，表示为：

9、其中，fij为优先关系矩阵f中的元素，n为正整数；

10、结合所述方案相对权重和所述指标相对权重wt得到所述信道质量综合权重w，表达式为：其中，为各个方案在单一准则因子下相对权重。

11、进一步地，在本发明中，多项所述信道性能指标包括信号强度变化率、网络传输时延和数据包丢包率中的任意一项或多项；多种所述通信方案包括hplc通信和微功率无线通信中的任意一种或多种通信信道种类。

12、进一步地，在本发明中，上述信号强度变化率tros的计算公式为：其中，rssi为接收信号强度，w为通信模块以毫瓦为单位的发射功率；所述数据包丢包率p通过下式计算：其中，nrecv表示目的节点接收到的数据包总数，nsend为当前节点发送的数据包总数。

13、进一步地，在本发明中，根据所述信道质量综合权重对多项所述信道性能指标进行信道通信质量关联排序，根据所述通信质量关联排序得到多个所述可选通信信道中的所述最优信道w，表示为：其中，z1为可选通信信道w1的信道通信质量，z2为可选通信信道w2的信道通信质量。

14、一种双模通信接入信道性能评估系统，其包括：模型建立模块，用于建立层次分析模型，所述层次分析模型从上到下依次包括：目标层即最优信道方案，准则层即多项信道性能指标，方案层即多种信道方案；权重分析模块，用于通过模糊层次分析法计算准则层中单个所述信道性能指标针对不同所述信道方案的方案相对权重；权重综合模块，用于获取所述目标层中各项所述信道性能指标之间的指标相对权重；结合所述方案相对权重和所述指标相对权重得到多项所述信道性能指标的信道质量综合权重；信道切换模块，用于根据多项所述信道性能指标的所述信道质量综合权重选择多个可选通信信道中的最优信道，切换至最优信道进行数据传输。

15、相对于现有技术，本发明至少具有如下优点或有益效果：

16、本申请提供一种用于电力物联网的双模通信接入信道性能评估方法及系统，其通过建立包括目标层、准则层和方案层的层次分析模型，并通过模糊层次分析法计算准则层中单个因子在不同信道方案情况下的方案相对权重，并获取目标层中各项信道性能指标之间的指标相对权重，从而结合多层次相对权重和单层次相对权重得到各项指标的信道质量综合权重，根据信道质量综合权重对多个可选通信信道进行评估得到最优信道，将当前数据传输信道切换为最优信道实现数据传输。本发明能够通过多层次结构对多项性能指标分析的信道质量综合权重进行分析，进而根据综合权重选择最优通信信道，改善了通信网络性能，有效提高数据传输和转发的可靠性和成功率。

技术特征：

1.一种用于电力物联网的双模通信接入信道性能评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种用于电力物联网的双模通信接入信道性能评估方法，其特征在于，所述一种用于电力物联网的双模通信接入信道性能评估方法包括：提取双模通信网通信信道的多项信道性能指标，利用多项所述信道性能指标构建通信节点全信息矩阵；通过所述通信节点全信息矩阵计算得到所述目标层中各项所述信道性能指标之间的所述指标相对权重。

3.如权利要求1所述的一种用于电力物联网的双模通信接入信道性能评估方法，其特征在于，通过所述模糊层次分析法计算准则层中单个所述信道性能指标针对不同所述信道方案的所述方案相对权重，包括如下步骤：

4.如权利要求3所述的一种用于电力物联网的双模通信接入信道性能评估方法，其特征在于，通过下一层级各个因子对上一层级各个因子的重要性分别建立优先关系矩阵，包括如下步骤：通过所述准则层中各个因子对所述目标层的相对重要性，建立优先关系矩阵；通过所述方案层对所述准则层的不同因子中的相对重要性，建立优先关系矩阵。

5.如权利要求3所述的一种用于电力物联网的双模通信接入信道性能评估方法，其特征在于，所述优先关系矩阵f采用三级标度0、0.5和1确定两两因子的相对关系，表示为：

6.如权利要求1或5所述的一种用于电力物联网的双模通信接入信道性能评估方法，其特征在于，通过方根法计算各种所述信道方案在单一所述信道性能指标下的所述方案相对权重wi，表示为：

7.如权利要求1所述的一种用于电力物联网的双模通信接入信道性能评估方法，其特征在于，多项所述信道性能指标包括信号强度变化率、网络传输时延和数据包丢包率中的任意一项或多项；多种所述通信方案包括hplc通信和微功率无线通信中的任意一种或多种通信信道种类。

8.如权利要求7所述的一种用于电力物联网的双模通信接入信道性能评估方法，其特征在于，所述信号强度变化率tros的计算公式为：

9.根据权利要求1所述的一种面向用电信息采集的用于电力物联网的双模通信接入信道性能评估方法，其特征在于，根据所述信道质量综合权重对多项所述信道性能指标进行信道通信质量关联排序，根据所述通信质量关联排序得到多个所述可选通信信道中的所述最优信道w，表示为：

10.一种双模通信接入信道性能评估系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提出了一种用于电力物联网的双模通信接入信道性能评估方法及系统，其包括：建立层次分析模型，包括目标层即最优信道方案，准则层即多项信道性能指标，方案层即多种信道方案；通过模糊层次分析法计算准则层中单个信道性能指标针对不同信道方案的方案相对权重；根据通信节点全信息矩阵获取目标层中各项信道性能指标之间的指标相对权重；结合方案相对权重和指标相对权重得到多项信道性能指标的信道质量综合权重；根据多项信道性能指标的信道质量综合权重对信道进行排序后选择最优信道。本发明有效提高了双模通信网数据采集的成功率和数据传输的可靠性，改善了用电信息采集网络的通信质量。

技术研发人员：黄天聪,陈佳荟,杨稀闵
受保护的技术使用者：重庆右信科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15