一种适用于智能电网无线组网的扫频入网方法及装置与流程

本申请涉及无线通信和电力线载波通信，尤其涉及一种适用于智能电网无线组网的扫频入网方法及装置。

背景技术：

1、随着电力系统的发展，为了更加安全、可靠的采集用电相关信息，国家电网采用了基于hplc(high-speed power line carrier)高速电力线载波与高速无线结合的双模通信技术方案。无线通信使用470mhz～510mhz的公共非监管频段，在不同地区可能存在与广播电视信号的频段部分重叠的问题。中央协调器cco(central coordinator)需要通过扫频功能找到与广播电视信号不冲突的空闲可用信道，也需要确定相近双模通信网络中其他cco使用的信道，使得多个双模通信网络可以协调共存；pco代理协调器(proxy coordinator)、站点sta(station)则需要通过扫频功能找到cco已经确定的通信信道。

2、针对电网组网应用场景，现有扫频方法存在效率低，无法快速判定可能存在冲突的广播电视信号，以及无法高效确定已在用的无线通信模式与信道号的问题。

技术实现思路

1、本申请提供了一种适用于智能电网无线组网的扫频入网方法及装置，其技术目的是提高中央协调器cco设备组网与站点sta或其他终端入网的效率。

2、本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种适用于智能电网无线组网的扫频入网方法，包括：

4、步骤s1：根据产品类型和入网策略，对扫描频段、时间间隔和目标帧帧长度进行配置；

5、步骤s2：根据配置的扫描频段对带宽为1m的中心频点进行计算；根据目标帧帧长度对中心频点的分组数目进行计算；根据单频点扫描一次的时间确定每组中心频点的扫描次数；

6、步骤s3：根据扫描次数对中心频点进行扫描，将每次扫描后各个子载波的能量值进行比较，将最大能量值作为对应子载波的最终能量值；

7、步骤s4：根据通信模式对有效信道进行判定，根据映射关系计算出有效信道的信道号，对信道号进行记录并加入有效信道序列；

8、步骤s5：对有效信道序列中的有效信道进行分析，然后尝试入网。

9、进一步地，所述步骤s2中，中心频点的分组数目表示为：

10、fs＝ceil(fn÷ss)；

11、其中，fs表示中心频点的分组数目；fn表示中心频点的总数目；ss表示每组所能包含的最多中心频点数；ceil表示向上取整运算。

12、进一步地，所述步骤s2中，所述扫描次数表示为：

13、rn＝ceil(ts÷(ss×sft))×sc；

14、其中，rn表示每组中心频点的扫描次数；ts表示时间间隔；sft表示每个中心频点完成一次扫描的时间；sc表示参数，根据扫频策略确定。

15、进一步地，所述步骤s2中，若最后一组的中心频点数目较少，则最后一组的扫描次数表示为：

16、lrn＝ceil(ts÷(lfn×sft))×sc；

17、lfn＝fn mod ss；

18、其中，lrn表示最后一组的扫描次数；lfn表示最后一组中的中心频点数目；mod表示取余数模运算。

19、进一步地，所述步骤s3包括：

20、步骤s31：根据扫描次数对中心频点进行扫描，每次扫描时按照2m带宽对每个中心频点的时域数据进行采集，将时域数据经过256点fft变换得到频域数据；

21、步骤s32：取频域数据中间的128点数据作为1m带宽的有效数据；

22、步骤s33：将有效数据中被直流分量和时钟谐波影响的点去除，得到子载波；

23、步骤s34：对所有子载波的能量进行计算，然后根据agc增益对子载波的能量进行比例调节，得到所有子载波的调节后能量；

24、步骤s35：将全部扫描完成后各个子载波的调节后能量进行比较，将最大能量值作为对应子载波的最终能量值。

25、进一步地，所述步骤s4包括：

26、当通信模式为option3时，根据option3对能占用的信道进行分析以确定有效子载波，并对所有有效子载波的累计能量进行计算得到总能量，同时在有效子载波之外取四个临近子载波的能量累加和作为近似底噪，若总能量大于等于近似底噪能量总和的16倍，则判定该信道为option3有效信道；

27、当通信模式为option2时，根据通信模式option2对所有中心频点进行遍历，对所有有效子载波的累计能量进行计算得到总能量，将该总能量除以2得到平均能量，若该平均能量大于预设阈值，则判定该信道为option2有效信道。

28、进一步地，所述步骤s5中：当有效信道序列中存在连续的option2有效信道时，删除该连续的option2有效信道，在剩余的有效信道序列中依次选择信道尝试入网；入网成功后，对通信模式和信道号进行记录。

29、一种适用于智能电网无线组网的扫频入网装置，该扫频入网装置用于扫频入网方法，该方法包括：

30、配置模块，根据产品类型和入网策略，对扫描频段、时间间隔和目标帧帧长度进行配置；

31、参数确定模块，根据配置的扫描频段对带宽为1m的中心频点进行计算；根据目标帧帧长度对中心频点的分组数目进行计算；根据单频点扫描一次的时间确定每组中心频点的扫描次数；

32、数据采集处理模块，根据扫描次数对中心频点进行扫描，将每次扫描后各个子载波的能量值进行比较，将最大能量值作为对应子载波的最终能量值；

33、结果判定模块，根据通信模式对有效信道进行判定，根据映射关系计算出有效信道的信道号，对信道号进行记录并加入有效信道序列；

34、入网模块，对有效信道序列中的有效信道进行分析，然后尝试入网。

35、本申请的有益效果在于：

36、(1)扫频参数灵活可配置，根据时间间隔和目标帧帧长度确定中心频点分组方式和每组扫描遍数；

37、(2)以2m带宽扫描抓数据，取中间1m带宽的频域数据以消除镜像频率影响；去除直流分量和时钟谐波影响的点，减少了运算量同时提高了扫频准确度；

38、(3)通信模式option3的判定中，在200khz带宽的数据中以有效子载波临近的4个子载波作为近似底噪，判定效果较好；

39、(4)通信模式option2的判定中，对有效子载波平均能量进行折算，并与某一预设阈值比较，减少误判，最后与通信模式option3的信道一起比较排序。平均能量最大的信道会排在最前面，首先以该信道尝试入网，提高了入网的效率。

技术特征：

1.一种适用于智能电网无线组网的扫频入网方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的扫频入网方法，其特征在于，所述步骤s2中，中心频点的分组数目表示为：

3.如权利要求2所述的扫频入网方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述扫描次数表示为：

4.如权利要求3所述的扫频入网方法，其特征在于，所述步骤s2中，若最后一组的中心频点数目较少，则最后一组的扫描次数表示为：

5.如权利要求4所述的扫频入网方法，其特征在于，所述步骤s3包括：

6.如权利要求5所述的扫频入网方法，其特征在于，所述步骤s4包括：

7.如权利要求6所述的扫频入网方法，其特征在于，所述步骤s5中：当有效信道序列中存在连续的option2有效信道时，删除该连续的option2有效信道，在剩余的有效信道序列中依次选择信道尝试入网；入网成功后，对通信模式和信道号进行记录。

8.一种适用于智能电网无线组网的扫频入网装置，该扫频入网装置用于权利要求1-7任一所述的扫频入网方法，其特征在于，该方法包括：

技术总结
本发明公开了一种适用于智能电网无线组网的扫频入网方法及装置，涉及无线通信和电力线载波通信技术领域，解决了中央协调器CCO设备组网与站点STA或其他终端入网效率较低的技术问题，其技术方案要点是扫频参数灵活可配置，根据时间间隔和目标帧帧长度确定中心频点分组方式和每组扫描遍数；以2M带宽扫描抓数据，取中间1M带宽的频域数据以消除镜像频率影响；去除直流分量和时钟谐波影响的点，减少了运算量同时提高了扫频准确度；通信模式option3和通信模式option2的判定中，平均能量最大的信道会排在最前面，首先以该信道尝试入网，提高了入网的效率。

技术研发人员：张永,程晨,汤颢
受保护的技术使用者：江苏芯云电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21