分布式新能源接入的通信虛擬組網方法、系統及存儲介質技術方案

本申請涉及電力物聯網技術領域，提供一種分布式新能源接入的通信虛擬組網方法、系統及存儲介質。所述方法包括：根據電力線載波通信網絡的各個節點之間的聯通率對各個節點進行虛擬分層分簇；基于虛擬分層分簇的電力線載波通信網絡獲取分布式新能源接入的業務節點集；遍歷查詢業務節點集中所有成員節點所在的層和簇，對每個成員節點所在層和簇的簇頭節點進行標記形成標記節點集；根據標記節點集以及與標記節點集相關的虛擬分層分簇網絡拓撲，形成分布式新能源接入業務場景對應的虛擬子網。本申請根據接入節點之間的聯通率進行虛擬分層分簇，形成分布式新能源接入業務的虛擬子網，提高分布式能源接入的通信業務的穩定性、可擴展性。展性。展性。

【技術實現步驟摘要】
分布式新能源接入的通信虛擬組網方法、系統及存儲介質


[0001]本申請涉及電力物聯網
，具體地涉及一種分布式新能源接入的通信虛擬組網方法、一種分布式新能源接入的通信虛擬組網系統以及一種計算機可讀存儲介質。

技術介紹

[0002]電力線載波（powerline carrier，簡稱PLC）通信是指利用電力線作為信息傳輸媒介進行語音或數據傳輸的一種特殊通信方式。電力線載波通信是電力通信系統的主要通信方式之一。在新能源接入本地通信網中，利用電力線載波通信完成分布式新能源節點到本地智能融合終端之間的通信，實現新能源數據采集和交易等功能應用。然而，大量分布式電源、儲能設備的接入會導致PLC通信環境更加惡劣。在此情況下，PLC 組網路由性能更加重要。
[0003]目前電力線載波通信的上行數據傳輸大多采用逐跳逐級中繼轉發的方式。根據具體組網路由方法，高速電力線載波通信（High
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speed power line carrier，簡稱HPLC）模塊將路由表與CSMA/CA（CarrierSense Multiple Access with Collision Avoid，帶有沖突避免的載波偵聽多路訪問）信道接入控制方法相結合，以逐跳路由的方式進行數據的上行傳輸，根據網絡情況自動進行路由。由于載波信道的惡劣性，丟包率不可避免，并造成數據包的反復重傳，使得通信鏈路資源的利用效率低下，而且信道爭用會導致大量沖突和碰撞，嚴重降低數據的傳輸效率，難以保證通信可靠性。
[0004]現有技術中，為了更好地利用低壓電力線通信的天然優勢，從針對物理層的信道建模、信道估計和信道編碼，到網絡層各種優化組網方法的提出，都是為了提高其通信可靠性。網絡層主要利用中繼思想，通過某種算法選取中繼節點來實現組網路由，組網路由算法例如：以分簇算法及其改進算法為代表的分級分層式算法、以蟻群算法為代表的智能仿生類算法以及其它算法。然而，低壓電力線通信因其強干擾、強衰減和強時變特性，嚴重影響PLC組網的穩定性和實時性，中繼思想的組網路由方式無法滿足大規模、時延敏感的新能源接入通信業務的需求。

技術實現思路

[0005]為了解決上述問題，本申請提供一種分布式新能源接入的通信虛擬組網方法及系統。
[0006]本申請一個方面提供一種分布式新能源接入的通信虛擬組網方法，包括：根據電力線載波通信網絡的各個節點之間的聯通率對各個節點進行虛擬分層分簇；基于虛擬分層分簇的電力線載波通信網絡獲取分布式新能源接入的業務節點集；遍歷查詢業務節點集中所有成員節點所在的層和簇，對每個成員節點所在層和簇的簇頭節點進行標記形成標記節點集；根據標記節點集以及與標記節點集相關的虛擬分層分簇網絡拓撲，形成分布式新
能源接入業務場景對應的虛擬子網。
[0007]本申請實施例中，根據電力線載波通信網絡的各個節點之間的聯通率對各個節點進行虛擬分層分簇，包括：基于鏈路時延的鏈路權重值計算各個節點之間的聯通率；根據各個節點之間的聯通率對電力線載波通信網絡中的所有節點進行分簇，使每一個節點都對應一個簇的成員節點；對電力線載波通信網絡中的所有節點進行分層，直到頂層只有根節點，得到虛擬分層分簇網絡。
[0008]本申請實施例中，基于鏈路時延的鏈路權重值計算各個節點之間的聯通率，包括：計算各個節點基于持續在線時間的穩定度因子；根據穩定度因子計算基于鏈路時延的鏈路權重值；根據鏈路權重值計算各個節點之間的聯通率。
[0009]本申請實施例中，計算各個節點基于持續在線時間的穩定度因子，包括：基于時間計算節點的離線概率和離線概率密度函數；根據離線概率和離線概率密度函數計算節點的持續在線時間的穩定度因子。
[0010]本申請實施例中，根據穩定度因子計算基于鏈路時延的鏈路權重值，包括：計算節點v
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與節點v
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之間鏈路信號傳輸的往返時延；計算節點v
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與節點v
j
之間鏈路信號傳輸的往返時延與節點v
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的穩定度因子的比值，將該比值作為節點v
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的鏈路權重值。
[0011]本申請實施例中，根據鏈路權重值計算各個節點之間的聯通率，包括：根據鏈路權重值和預設的連通率系數計算兩節點之間的聯通率；若兩節點之間的聯通率大于預設的連通率閾值，確定兩節點直接連通；其中，預設的連通率系數和連通率閾值均為0到1之間的常量。
[0012]本申請實施例中，根據各個節點之間的聯通率對電力線載波通信網絡中的所有節點進行分簇，使每一個節點都對應一個簇的成員節點，包括：對初始的電力線載波通信網絡中的各個節點進行隨機分簇；根據簇中各個節點之間的聯通率計算各個簇的總連通率；將總聯通率最高的簇作為最優簇，對最優簇中的各個節點進行標記；繼續在未標記的節點中選擇最優簇，直到所有節點都被標記，使得每一個節點都對應一個簇的成員節點。
[0013]本申請實施例中，對電力線載波通信網絡中的所有節點進行分層，直到頂層只有根節點，得到虛擬分層分簇網絡，包括：在初始化時將所有節點劃分為最底層；根據節點之間的聯通率對Li層節點進行分簇，選出簇頭節點；將Li層簇頭節點提取到Li+1層；對于簇頭節點位于Li+1層而簇成員節點位于Li
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1層的簇，基于鏈路時延的鏈路權重值將該簇位于Li
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1層的簇成員節點重新分配到Li
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1層的其它簇中；重復進行n次簇頭節點的提取和簇成員節點的重新分配，直到Li+n層的簇中只有簇頭節點，將該簇頭節點作為虛擬分層分簇網絡的根節點。
[0014]本申請實施例中，基于虛擬分層分簇的電力線載波通信網絡獲取分布式新能源接入的業務節點集，包括：通過虛擬分層分簇網絡的根節點獲取分布式新能源接入的業務節
點集。
[0015]本申請實施例中，遍歷查詢業務節點集中所有成員節點所在的層和簇，對每個成員節點所在層和簇的簇頭節點進行標記形成標記節點集，包括：查詢業務節點集中所有成員節點所在的層與簇，標記成員節點的層簇編號；根據成員節點的層簇編號查找本層簇的簇頭節點，根據本層簇的簇頭節點查找上一層簇的簇頭節點，直至查找到根節點，并對查找到的簇頭節點逐一進行標記；遍歷查找業務節點集中所有成員節點并進行標記，形成標記節點集。
[0016]本申請另一個方面提供一種分布式新能源接入的通信虛擬組網系統，包括：分層分簇模塊，用于根據電力線載波通信網絡的各個節點之間的聯通率對各個節點進行虛擬分層分簇；業務節點獲取模塊，用于基于虛擬分層分簇的電力線載波通信網絡獲取分布式新能源接入的業務節點集；虛擬子網構建模塊，用于遍歷查詢業務節點集中所有成員節點所在的層和簇，對每個成員節點所在層和簇的簇頭節點進行標記形成標記節點集，根據標記節點集以及與標記節點集相關的虛擬分層分簇網絡拓撲，形成分布式新能源接入業務場景對應的虛擬子網。
[0017]本申請實施例中，所述分層分簇模塊基于鏈路時延的鏈路權重值計算各個節點之間的聯通率；根據各個本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種分布式新能源接入的通信虛擬組網方法，其特征在于，包括：根據電力線載波通信網絡的各個節點之間的聯通率對各個節點進行虛擬分層分簇；基于虛擬分層分簇的電力線載波通信網絡獲取分布式新能源接入的業務節點集；遍歷查詢業務節點集中所有成員節點所在的層和簇，對每個成員節點所在層和簇的簇頭節點進行標記形成標記節點集；根據標記節點集以及與標記節點集相關的虛擬分層分簇網絡拓撲，形成分布式新能源接入業務場景對應的虛擬子網。2.根據權利要求1所述的分布式新能源接入的通信虛擬組網方法，其特征在于，根據電力線載波通信網絡的各個節點之間的聯通率對各個節點進行虛擬分層分簇，包括：基于鏈路時延的鏈路權重值計算各個節點之間的聯通率；根據各個節點之間的聯通率對電力線載波通信網絡中的所有節點進行分簇，使每一個節點都對應一個簇的成員節點；對電力線載波通信網絡中的所有節點進行分層，直到頂層只有根節點，得到虛擬分層分簇網絡。3.根據權利要求2所述的分布式新能源接入的通信虛擬組網方法，其特征在于，基于鏈路時延的鏈路權重值計算各個節點之間的聯通率，包括：計算各個節點基于持續在線時間的穩定度因子；根據穩定度因子計算基于鏈路時延的鏈路權重值；根據鏈路權重值計算各個節點之間的聯通率。4.根據權利要求3所述的分布式新能源接入的通信虛擬組網方法，其特征在于，計算各個節點基于持續在線時間的穩定度因子，包括：基于時間計算節點的離線概率和離線概率密度函數；根據離線概率和離線概率密度函數計算節點的持續在線時間的穩定度因子。5.根據權利要求3所述的分布式新能源接入的通信虛擬組網方法，其特征在于，根據穩定度因子計算基于鏈路時延的鏈路權重值，包括：計算節點v
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與節點v
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之間鏈路信號傳輸的往返時延；計算節點v
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與節點v
j
之間鏈路信號傳輸的往返時延與節點v
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的穩定度因子的比值，將該比值作為節點v
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的鏈路權重值。6.根據權利要求3所述的分布式新能源接入的通信虛擬組網方法，其特征在于，根據鏈路權重值計算各個節點之間的聯通率，包括：根據鏈路權重值和預設的連通率系數計算兩節點之間的聯通率；若兩節點之間的聯通率大于預設的連通率閾值，確定兩節點直接連通；其中，預設的連通率系數和連通率閾值均為0到1之間的常量。7.根據權利要求2所述的分布式新能源接入的通信虛擬組網方法，其特征在于，根據各個節點之間的聯通率對電力線載波通信網絡中的所有節點進行分簇，使每一個節點都對應一個簇的成員節點，包括：對初始的電力線載波通信網絡中的各個節點進行隨機分簇；根據簇中各個節點之間的聯通率計算各個簇的總連通率；將總聯通率最高的簇作為最優簇，對最優簇中的各個節點進行標記；
繼續在未標記的節點中選擇最優簇，直到所有節點都被標記，使得每一個節點都對應一個簇的成員節點。8.根據權利要求2所述的分布式新能源接入的通信虛擬組網方法，其特征在于，對電力線載波通信網絡中的所有節點進行分層，直到頂層只有根節點，得到虛擬分層分簇網絡，包括：在初始化時將所有節點劃分為最底層；根據節點之間的聯通率對Li層節點進行分簇，選出簇頭節點；將Li層簇頭節點提取到Li+1層；對于簇頭節點位于Li+1層而簇成員節點位于Li
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1層的簇，基于鏈路時延的鏈路權重值將該簇位于Li
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1層的簇成員節點重新分配到Li
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1層的其它簇中；重復進行n次簇頭節點的提取和簇成員節點的重新分配，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：白暉峰，甄巖，陳文彬，范元亮，閆波，顧仁濤，陳晨，陳克偉，張頡，
申請(專利權)人：北京智芯微電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：