基于接收端的智能电网高级数据设施认知无线电网络路由协议的数据传输方法，涉及智能电网高级数据设施认知无线电网络路由协议的数据传输技术。本发明专利技术是为了实现以接收端为核心的智能电网高级测量设施数据认知无线电网络路由而建立。本发明专利技术在该路由协议下的数据传输过程为：根据发送端的等级及认知信道可用情况，每一个接收节点分别决定是否参与数据传输过程，所有参加数据传输的过程的接收节点在跳转中竞争，竞争胜出者进行传输数据。本发明专利技术适用于具有认知无线电功能的智能电网高级测量设施数据网络。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能电网高级数据设施认知无线电网络路由协议的数据传输技术。
技术介绍
现行的电力传输网络正在面对许多挑战，文献[1]-文件[3](文献[1]：S.M.Amin和B.F.Wollenberg于2005年公开的《Toward a smart grid:power delivery for the 21st century》；文献[2]：L.Sankar,S.Kar,R.Tandon和H.V.Poor于2011年公开的《Competitive privacy in the smart grid:An information-theoretic approach》；文件[3]：W.-Y.Chiu,H.Sun和H.V.Poor于2012年公开的《Demand-side energy storagesystem management in smart grid》)由于智能电网具有双向通信、自动控制和分配计算的性能，可以提供更高的可靠性、效率、灵活性和安全性，有望成为下一代电网。先进测量设施(AMI)是智能电网的一个关键因素。由于智能电网提供双向通信，所以通过此电力设施能够紧跟消费者的电力需求、监控能量质量并实时通知消费者最新的电力价格，所以AMI网络在智能电网中是必需的。当前考虑的几个应用在AMI网络下的通信技术有蜂窝网络、WIMAX、PLC、WSNs和多反射无线网络。这些技术都有他们的优点和缺点。但是他们面临同一个挑战：实时性要求和路由能量效率。在智能电网中，对于电力能量传输的可靠性和电力的有效控制而言，实时性和可靠性至关重要。因此，对于AMI应用来说低延时和高可靠是必要的。另外，对于电池供应的AMI网络来说，电池效率是一个挑战。另一方面，认知无线电被认为是一个解决无线通信中的频谱紧缺低效问题的有效工具。在未来移动节点网络中的降干扰，增加能量效率等方面认知无线电也扮演了重要角色。在认知无线电(CR)网络中，只要原始用户(PU)不在使用频段，未注册用户(第二用户)就会动态的接入，并在PU察觉时腾出频带。因此，CR技术对于智能电网的通信是非常有用的[19]。最近许多的调查研究中，低功率损耗网络路由协议(RPL)成为焦点。例如在文献[4](文献[4]：A.Aijaz,H.Su和A.-H.Aghvami于2015年公开的《Corpl:A routing protocol for cognitive radio enabled ami networks》)中，作者提出了一个随机转发方法以满足第二使用者的使用需求(利用基于CR的AMI网络节点)。但是，在CORPL中，由于其基于发射端的属性，不得不计算下一个路由的跳转并且适配到网状网格中。另外，由于CR网络的不可测性，默认的接收者可能是无效的，导致更多的重复发送，降低了路由效率。RPL文献[5](文献[5]：T.Winter于2012年公开的《Rpl:Ipv6 routing protocol for low-power and lossy networks》)是因特网工程任务组的路由协议标准，它支持包括基于CR的AMI网络的各种应用。应用RPL时，需要一个或更多的有向无环图(DAG)获取网络状态信息。每一个DAG有一个根节点，也就是网关。DAG中每一个接收节点都会被指定一个等级来表示其虚拟位置。等级基于一个未在RPL定义的目标函数。根节点的排序处于最低等级，而等级会随着下降方向下降。于是目标节点与其他节点的虚拟距离就能够以以DAG根节点为基础的等级进行表示。目标节点只能够和有相同等级或者更低等级的节点进行通信，已免构成循环。而网关会阶段性的广播控制信息来构成DAG，这叫做DIO(DAG Information Object)。在DIO中包含相关的网络信息，例如DAG的ID、等级信息和目标函数。当RPL用在CR网络中时，需要依靠频率感知技术文献[6]和文献[7](文献[6]：H.Sun,W.-Y.Chiu,J.Jiang,A.Nallanathan于2013年公开的《Wideband spectrum sensing with sub-nyquist sampling in cognitive radios》；文献[7]：N.Zhao于2013年公开的《A novel two-stage entropy-based robust cooperative spectrum sensing scheme with two-bit decision in cognitive radio》)做一些特定的修改，以保护PU的活动。目标节点不得不在占用频段传输数据之前阶段性的监控当前波段去检查PU的活动。这种保护既包括PU发送者也包括PU接收者文献[8]-文献[11](文献[8]：K.R.Chowdhury和I.F.Akyildiz于2011年公开的《Crp:A routing protocol for cognitive radio ad hoc networks》；文献[9]：H.Sun,W.-Y.Chiu,和A.Nallanathan于2012年公开的《Adaptive compressive spectrum sensing for wideband cognitive radios》；文献[10]：N.Zhao and H.Sun于2011年公开的《Robust power control for cognitive radio in spectrum underlay networks》；文献[11]：N.Zhao,F.R.Yu,H.Sun和A.Nallanathan于2012年公开的《An energy-efficient cooperative spectrum sensing scheme for cognitive radio networks》)。PU接收者对于那些单向传输的应用是特别重要的，例如TV广播。然而，PU接收者是难于被发现，容易被临近的CR传输影响。所以即使也许会导致CR网络表现退化，但任何的路由协议都应该尽力避免这些PU也许会存在区域，以对PU接受者提供明确的保护。
技术实现思路
本专利技术是为了实现在接收端进行智能电网高级数据设施认知无线电网络的路由建立，从而提供一种基于基于接收端的智能电网高级数据设施认知无线电网络路由协议的数据传输方法。基于接收端的智能电网高级数据设施认知无线电网络路由协议的数据传输方法，该路由协议以接收端为核心；在该路由协议下的数据传输过程为：根据发送端的等级，每一个接收节点分别决定是否参与数据传输过程，所有参加数据传输的过程的接收节点在跳转中竞争，竞争胜出者进行传输数据。所述路由协议为基于接收端反馈时间的路由协议，对于接收节点i的具体方法为：步骤A1、接收节点i接收发送端发送的前导信息并对所述前导信息进行检测，根据检测结果判断发送端的等级是否高于接收节点i，如果判断结果为否，则丢弃前导信息并结束；如果判断结果为是，则执行步骤A2；步骤A2、接收节点i接收发送端的数据，并等待ti时间，ti为正数；步骤A3、接收节点i在该ti时间内进行频谱感知；同时判断其它接收节点在该ti时间内是否广播了前导信息，如果判断结果为本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于接收端的智能电网高级数据设施认知无线电网络路由协议的数据传输方法，其特征是：该路由协议以接收端为核心；在该路由协议下的数据传输过程为：根据发送端的等级，每一个接收节点分别决定是否参与数据传输过程，所有参加数据传输的过程的接收节点在跳转中竞争，竞争胜出者进行传输数据。
【技术特征摘要】
1.基于接收端的智能电网高级数据设施认知无线电网络路由协议的数据传输方法，其特征是：该路由协议以接收端为核心；在该路由协议下的数据传输过程为：根据发送端的等级，每一个接收节点分别决定是否参与数据传输过程，所有参加数据传输的过程的接收节点在跳转中竞争，竞争胜出者进行传输数据。2.根据权利要求1所述的基于接收端的智能电网高级数据设施认知无线电网络路由协议的数据传输方法，其特征在于所述路由协议为基于接收端反馈时间的路由协议，对于接收节点i的具体方法为：步骤A1、接收节点i接收发送端发送的前导信息并对所述前导信息进行检测，根据检测结果判断发送端的等级是否高于接收节点i，如果判断结果为否，则丢弃前导信息并结束；如果判断结果为是，则执行步骤A2；步骤A2、接收节点i接收发送端的数据，并等待ti时间，ti为正数；步骤A3、接收节点i在该ti时间内进行频谱感知；同时判断其它接收节点在该ti时间内是否广播了前导信息，如果判断结果为是，则该接收节点i进入睡眠模式；如果判断结果为否，则执行步骤A4；步骤A4、接收节点i判断是否有空闲信道，如果判断结果为是，则广播接收到的前导信息和数据；如果判断结果为否，则执行步骤A5；步骤A5、再次等待ti时间后，返回执行步骤A4。3.根据权利要求1所述的基于接收端的智能电网高级数据设施认知无线电网络路由协议的数据传输方法，其特征在于所述路由协议为跳转能量效率的路由协议，对于接收节点i的具体方法为：步骤B1、接收节点i进行信道感知；步骤B2、接收节点i根据信道感知结果判断信道是否可用，如果判断结果为否，则该接收节点i进入睡眠模式；如果判断结果为是，则该接收节点i检测发送端发送的前导信息；并判断该前导信息是否在广播中，如果判断结果为否，则执行步骤B3；如果判断结果为是，则执行步骤B4；步骤B3、等待tp时间后，tp为正数，返回执行步骤B2；步骤B4、接收节点i唤醒前导信息，并判断发送端的等级是否高于接收节点i，如果判断结果为否，则该接收节点i进入睡眠模式；如果判断结果为是，则执行步骤B5；步骤B5、接收节点i接收发送端的数据，并计算传输过程中能量消耗；接收节点i在 前导信...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨柱天，彭欣然，尹振东，吴芝路，周思洋，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。