一种多频段配用电无线自组织网多射频和信道分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种多频段配用电无线自组织网多射频和信道分配方法，包括确定网络中的簇首节点；根据簇首节点和网关形成主干拓扑网络；根据主干拓扑网络，以及每个簇首节点确定的簇内成员形成网络的最终拓扑；根据最终拓扑网络，分别对主干网络的链路、各条簇内的链路进行信道分配；在所述最终拓扑网络正常工作过程中，当监测到簇首节点失效后进行故障恢复。因此，所述多频段配用电无线自组织网多射频和信道分配方法，能够提升网络的整体性能，从而保障用户的服务质量，提升用户的体验。

A multi frequency and wireless self organizing network multi radio frequency and channel allocation method

The invention discloses a multi frequency distribution of wireless ad hoc network and multi radio channel allocation method, including the determination of the cluster head nodes in the network; according to the cluster head node and gateway form the backbone topology network; topology according to the network, and ultimately determine the topology of each cluster head node in the cluster to form a network; according to the the final topology network, respectively, each link of the backbone network of the cluster in the channel allocation; in the final topology during normal operation, when the fault monitoring to the cluster head node failure recovery. Therefore, the multi band power distribution wireless ad hoc network multi radio frequency and channel allocation method can enhance the overall performance of the network, thereby ensuring the quality of user service and enhancing user experience.

【技术实现步骤摘要】
一种多频段配用电无线自组织网多射频和信道分配方法
本专利技术涉及计算机网络
，特别是指一种多频段配用电无线自组织网多射频和信道分配方法。
技术介绍
目前，BPTCA信道分配算法是基于单频段的无线Mesh网络，其核心思想是在保证网络连通性的前提下，尽可能降低节点功率，尽可能降低单位邻居节点度数，然后将拓扑控制和信道分配算法联合起来进行考虑和分析。同时，BPTCA算法还能自动地修复节点失效情况。但是，现有的MR-MC信道分配技术虽然能取得很好的效果，但几乎没有专门针对配用电场景设计的信道分配算法。而且大多是基于单频段的组网方式，不能很好地适应电力双频段组网的需要。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种多频段配用电无线自组织网多射频和信道分配方法，能够适应电力双频段组网的需要。基于上述目的本专利技术提供多频段配用电无线自组织网多射频和信道分配方法，包括步骤：确定网络中的簇首节点；根据簇首节点和网关形成主干拓扑网络；根据主干拓扑网络，以及每个簇首节点确定的簇内成员形成网络的最终拓扑；根据最终拓扑网络，分别对主干网络的链路、各条簇内的链路进行信道分配；在所述最终拓扑网络正常工作过程中，当监测到簇首节点失效后进行故障恢复。在本专利技术的一些实施例中，根据簇首节点和网关形成主干拓扑网络，包括：网关节点广播信息，簇首节点获得到达网关节点的最小跳数和它的下一跳节点；簇首节点广播信息，簇首节点构建最大功率邻居表；簇首节点将最大功率邻居表、节点ID和节点位置信息发送到网关节点；网关扫描每个簇首节点的最大功率邻居表，对邻居节点进行删选，构建直接邻居表；网关检查网络中每个簇首节点的直接邻居表，将单向链路转化成双向链路，形成最终的邻居表；以到达网关的最小功率作为路径选择的度量，生成网络的最短生成树，形成主干拓扑。在本专利技术的一些实施例中，构建直接邻居表，还包括：步骤1:确定在簇首节点最大功率邻居表中的节点与簇首节点之间的距离，以及该节点与簇首节点最大功率邻居表中的任意一个节点之间的距离；步骤2：判断节点与簇首节点之间的距离是否大于该节点与簇首节点最大功率邻居表中的任意一个节点之间的距离，若是则进行步骤3，否则执行步骤4；步骤3：判断当前簇首节点最大功率邻居表中的总节点数目是否大于或等于预设的数目阈值，若是则删除该节点，返回步骤2；否则直接进行步骤4；步骤4：形成簇首节点的直接邻居表。在本专利技术的一些实施例中，每个簇首节点确定簇内成员，还包括：步骤1：每个非簇首节点广播信息；步骤2：簇首节点根据收到的信息，将其簇内节点按距离从小到大排列，形成最大功率簇内成员表；步骤3：簇首节点将其最大功率簇内成员表、节点ID和节点位置等信息再次发送到网关节点。在本专利技术的一些实施例中，形成最大功率簇内成员表，包括：删除不符合要求的簇内成员形成簇内成员表，假如非簇首节点m同时满足下面两个条件：1)节点m在簇首节点n1和n2的最大功率簇内成员表中；2)m、n1之间的距离大于m、n2间的距离；即节点m离n2更近一些，则网关就会将节点m从簇首节点n1的最大功率簇内成员表中删掉，并按照上述方法将所有节点进行删选。在本专利技术的一些实施例中，对主干网络的链路进行信道分配，包括：步骤1：计算主干网络链路的优先级；步骤2：将所有的非重叠信道从序号最低开始依次分配给等级最高的链路；步骤3：判断剩余链路的1.8GHz干扰范围内是否存在不干扰信道，若存在则将该不干扰信道分配给所述剩余链路，否则进行步骤4；步骤4：计算剩余链路的1.8GHz干扰范围内干扰信道的干扰指数，将干扰指数最小的信道分配给该剩余链路。在本专利技术的一些实施例中，链路优先级只与通过该链路连接到网关的节点数目有关，计算方法为：其中，l代表链路，n表示通过此链路到达网关的节点，N是网络中所有节点数目，如果节点n到达网关需经过链路l则In,l为1，否则为0。在本专利技术的一些实施例中，干扰指数计算方法为：其中，i表示信道，值为1,2,3......；m指干扰范围内的使用信道i的链路；rm是链路等级；R代表最大链路等级；表示链路m到待分配链路的距离，其中α代表路径损耗指数。在本专利技术的一些实施例中，对各条簇内的链路进行信道分配，还包括：步骤1：根据各簇首节点距离网关的跳数规定其簇的等级；步骤2：判断簇内节点和簇首节点之间的链路是1.8GHz链路还是230MHz链路，当簇内节点和簇首节点之间的链路为1.8GHz链路时进行步骤3，当簇内节点和簇首节点之间的链路为230MHz链路时进行步骤4；步骤3：将1.8GHz频段上剩余的所有的非重叠信道从次序最低开始依次分配给优先级最高的链路；之后，网关节点检查剩余链路的1.8GHz干扰范围内是否存在不干扰信道，若存在则直接将该不干扰信道分配给该剩余链路，否则计算干扰指数，将将干扰指数最小的信道分配给该剩余链路；步骤4：将230MHz频段上剩余的所有的非重叠信道从次序最低开始依次分配给优先级最高的链路；之后，网关节点检查剩余链路的230MHz干扰范围内是否存在不干扰信道，若存在则直接将该不干扰信道分配给该剩余链路，否则计算干扰指数，将将干扰指数最小的信道分配给该剩余链路。在本专利技术的一些实施例中，对失效的簇首节点进行故障恢复，通过删除失效的簇首节点的最大功率邻居表和其他簇首节点含有该失效的簇首节点的表项，然后重新运行建立主拓扑和信道分配的进程，以及簇内拓扑建立和信道分配的进程。从上面所述可以看出，本专利技术提供的多频段配用电无线自组织网多射频和信道分配方法，通过确定网络中的簇首节点；根据簇首节点和网关形成主干拓扑网络；根据主干拓扑网络，以及每个簇首节点确定的簇内成员形成网络的最终拓扑；根据最终拓扑网络，分别对主干网络的链路、各条簇内的链路进行信道分配；在所述最终拓扑网络正常工作过程中，当监测到簇首节点失效后进行故障恢复。从而，所述的多频段配用电无线自组织网多射频和信道分配方法结合了230MHz和1.8GHz电力双频段组网，充分利用频率资源。附图说明图1为本专利技术实施例中多频段配用电无线自组织网多射频和信道分配方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例中确定簇首节点之前的网络拓扑示意图；图3为本专利技术实施例中最终网络拓扑示意图；图4为本专利技术实施例中简化后的有效范围示意图；图5为本专利技术一个可参考实施例中多频段配用电无线自组织网多射频和信道分配方法的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。需要说明的是，本专利技术实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本专利技术实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。作为本专利技术的实施例，参阅图1所示，为本专利技术实施例中多频段配用电无线自组织网多射频和信道分配方法的流程示意图。所述多频段配用电无线自组织网多射频和信道分配方法包括：步骤101，确定网络中的簇首节点。在实施例中，如图2所示，首先建立坐标系，并给网络中所有节点进行编号1、2、3……，使网络中所有节点具有唯一的不同于其他所有节点的ID信息。然后，确定簇首节点。其中，可以优先选取靠近街道交汇处的节点为簇首节点，方便相邻节点进行信道或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多频段配用电无线自组织网多射频和信道分配方法，其特征在于，包括步骤：确定网络中的簇首节点；根据簇首节点和网关形成主干拓扑网络；根据主干拓扑网络，以及每个簇首节点确定的簇内成员形成网络的最终拓扑；根据最终拓扑网络，分别对主干网络的链路、各条簇内的链路进行信道分配；在所述最终拓扑网络正常工作过程中，当监测到簇首节点失效后进行故障恢复。

【技术特征摘要】
1.一种多频段配用电无线自组织网多射频和信道分配方法，其特征在于，包括步骤：确定网络中的簇首节点；根据簇首节点和网关形成主干拓扑网络；根据主干拓扑网络，以及每个簇首节点确定的簇内成员形成网络的最终拓扑；根据最终拓扑网络，分别对主干网络的链路、各条簇内的链路进行信道分配；在所述最终拓扑网络正常工作过程中，当监测到簇首节点失效后进行故障恢复。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据簇首节点和网关形成主干拓扑网络，包括：网关节点广播信息，簇首节点获得到达网关节点的最小跳数和它的下一跳节点；簇首节点广播信息，簇首节点构建最大功率邻居表；簇首节点将最大功率邻居表、节点ID和节点位置信息发送到网关节点；网关扫描每个簇首节点的最大功率邻居表，对邻居节点进行删选，构建直接邻居表；网关检查网络中每个簇首节点的直接邻居表，将单向链路转化成双向链路，形成最终的邻居表；以到达网关的最小功率作为路径选择的度量，生成网络的最短生成树，形成主干拓扑。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，构建直接邻居表，还包括：步骤1:确定在簇首节点最大功率邻居表中的节点与簇首节点之间的距离，以及该节点与簇首节点最大功率邻居表中的任意一个节点之间的距离；步骤2：判断节点与簇首节点之间的距离是否大于该节点与簇首节点最大功率邻居表中的任意一个节点之间的距离，若是则进行步骤3，否则执行步骤4；步骤3：判断当前簇首节点最大功率邻居表中的总节点数目是否大于或等于预设的数目阈值，若是则删除该节点，返回步骤2；否则直接进行步骤4；步骤4：形成簇首节点的直接邻居表。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个簇首节点确定簇内成员，还包括：步骤1：每个非簇首节点广播信息；步骤2：簇首节点根据收到的信息，将其簇内节点按距离从小到大排列，形成最大功率簇内成员表；步骤3：簇首节点将其最大功率簇内成员表、节点ID和节点位置等信息再次发送到网关节点。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，形成最大功率簇内成员表，包括：删除不符合要求的簇内成员形成簇内成员表，假如非簇首节点m同时满足下面两个条件：1)节点m在簇首节点n1和n2的最大功率簇内成员表中；2)m、n1之间的距离大于m、n2间的距离；即节点m离n2更近一些，则网关就会将节点m从簇首节点n1的最大功率簇内成员表中删掉，并按照上述方法将所有节点进行删选。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对主干网络的链路进行信道分配，包括：步...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立涛，王一蓉，郝悍勇，刘军雨，丁一，杜长宇，马文洁，李梁，张钰，邹振昌，张浩，李彦，孔德秋，毕晓伟，李菁竹，
申请(专利权)人：北京国电通网络技术有限公司，国家电网公司，国网山东省电力公司经济技术研究院，华北电力大学，国网信息通信产业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11