基于电力线载波和无线的双模融合自组网的组网方法技术

本发明专利技术的一种基于电力线载波和无线的双模融合自组网的组网方法，包括：S1.构建组网信令；S2.中心节点发出组网信令；S3.子节点接收组网信令，生成入网请求信令并发出；S4.中心节点接收入网请求信令，判断子节点是否存在冲突，若是，生成入网确认信令并发出，进入步骤S5；若否，更新组网信令，进入步骤S6；S5.子节点接收入网确认信令，判断是否为本节点，若是，入网成功；若否，转发入网确认信令；S6.子节点接收更新后的组网信令，验证入网是否通过，若是，入网成功，若否，重新发送入网请求；S7.重复步骤S2‑S6，直到到达设定的时间阈值为止。本发明专利技术能够减少网络中信令传输次数，提升了组网效率，缩短了组网时间。

【技术实现步骤摘要】
基于电力线载波和无线的双模融合自组网的组网方法
本专利技术涉及通信领域，具体涉及一种基于电力线载波和无线的双模融合自组网的组网方法。
技术介绍
近十多年来电力线载波通信得到了长足发展，随着这一有线通信方式从小范围的室内场景延展到长距离范围的低压电力线场景，因其自身的网络中存在传统电力空气开关和变压设备而导致通信失败以及受大范围用电负载变化的影响导致通信链路不可靠的问题日益凸显，所以为了利用电力线载波通信的优势又要解决这些缺陷，电力线载波和无线的双模融合的通信系统成为当前比较热点的研究问题。在上述的电力线载波和无线融合通信网络中当网络节点数大于300个以上时，由于其节点使用的CSMA机制导致大量节点检测到CSMA信道忙时，会进行退避等待，而导致信道利用率非常低，同时由于通信网络采用电力线载波和无线的双模式，即在两种介质中进行CSMA机制的信道竞争，则又导致通信网络的组网时间很长。目前的现有技术通过修改MAC的CSMA机制为TDMA机制，而导致调制解调器的实现复杂度上升，成本较高，同时通过降低网络规模来解决组网时间长的问题，而使得电力线载波和无线的融合通信网络不能大规模应用，只能在小范围进行应用，限制了发展空间。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是克服现有技术中的缺陷，提供基于电力线载波和无线的双模融合自组网的组网方法，能够减少网络中信令传输的次数，提升了组网效率，缩短了组网时间。本专利技术的基于电力线载波和无线的双模融合自组网的组网方法，包括如下步骤：S1.构建组网信令；所述组网信令包括电力线载波组网信令和无线组网信令；S2.中心节点发出所述组网信令；S3.子节点接收所述组网信令，生成入网请求信令并发出；所述入网请求信令包括电力线载波入网请求信令和无线入网请求信令；S4.所述中心节点接收所述子节点发出的入网请求信令，并判断所述子节点是否存在冲突，若是，则所述中心节点生成入网确认信令并发出，进入步骤S5；若否，则更新所述组网信令，进入步骤S6；所述入网确认信令包括电力线载波入网确认信令和无线入网确认信令；所述更新所述组网信令包括更新电力线载波组网信令和更新无线组网信令；S5.所述子节点接收所述入网确认信令，并判断是否为本节点，若是，则入网成功；若否，则转发所述入网确认信令；S6.所述子节点接收更新后的组网信令，并验证入网是否通过，若是，则入网成功，若否，则重新发送入网请求；S7.重复执行步骤S2-S6，直到到达设定的时间阈值为止。进一步，所述电力线载波组网信令为：Format_Signalp＝(net_id,formatp,ack_codep,db_schedulep,proxy_codep,pb_schedulep)其中，Format_Signalp为电力线载波组网信令；net_id为中心节点随机产生的质数；formatp表示电力线载波组网的信令标识；ack_codep为组网信令Format_Signalp中已经确认在电力线载波上入网的节点集合的编码；db_schedulep为已经确认入网的子节点在电力线载波上转发广播信息或者信标信息的规划策略；proxy_codep为中心节点在电力线载波上指派的代理节点集合的编码；pb_schedulep为已经确认入网的代理节点在电力线载波上转发广播信息或者信标信息的规划策略；根据如下公式生成电力线载波组网信令中的ack_codep：mod(TEI_PIp×net_id)其中，为中心节点在电力线载波的工作信道上接收到同意接入网络的子节点i的临时网络地址；所述为按位异或操作；是在上的逆元；TEI_PIp′是TEI_PIp在TEI_PIpmodnet_id上的逆元；所述无线组网信令为：Format_Signalw＝(net_id,formatw,ack_codew,db_schedulew,proxy_codew,pb_schedulew)其中，Format_Signalw为无线组网信令；net_id为中心节点随机产生的质数；formatw为无线组网的信令标识；ack_codew为组网信令Format_Signalw中已经确认在无线上入网的节点集合的编码；db_schedulew为已经确认入网的子节点在无线上转发广播信息或者信标信息的规划策略；proxy_codew为中心节点在无线上指派的代理节点集合的编码；pb_schedulew为已经确认入网的代理节点在无线上转发广播信息或者信标信息的规划策略；其中，所述代理节点为转发所述组网信令的子节点；根据如下公式生成无线组网信令中的ack_codew：mod(TEI_PIw×net_id)其中，TEIiw为中心节点在无线的工作信道上接收到同意接入网络的子节点i的临时网络地址；TEIiw∈TEIw；所述为按位异或操作；是在上的逆元；TEI_PIw′是TEI_PIw在TEI_PIwmodnet_id上的逆元。进一步，所述电力线载波入网请求信令为：Access_Reqp＝(net_id,mac_addr,TEI,n_node_listp)其中，Access_Reqp为电力线载波入网请求信令；net_id为表征子节点加入网络的唯一标识；mac_addr为标识子节点的MAC地址；TEI为对应于net_id的唯一标识，所述TEI为随机产生的质数；n_node_listp为电力线载波上子节点周边的邻居节点信息；所述Access_Reqp中的TEI不属于所述Format_Signalp中的TEIp；所述无线入网请求信令为：Access_Reqw＝(net_id,mac_addr,TEI,n_node_listw)其中，Access_Reqw为无线入网请求信令；net_id为表征子节点加入网络的唯一标识；mac_addr为标识子节点的MAC地址；TEI为对应于net_id的唯一标识，所述TEI为随机产生的质数；n_node_listw为无线上子节点周边的邻居节点信息；所述Access_Reqw中的TEI不属于所述Format_Signalw中的TEIw。进一步，判断所述子节点是否存在冲突，具体包括：S41.根据如下公式对所述电力线载波入网请求信令中的TEI进行冲突检测：其中，collisionp为冲突检测结果值；根据如下公式对所述无线入网请求信令中的TEI进行冲突检测：其中，collisionw为冲突检测结果值；S42.若所述collisionp＝0或所述collisionw＝0，则所述子节点存在冲突；若所述collisionp＝1或所述collisionw＝1，则所述子节点不存在冲突。进一步，所述入网确认信令包括由所述中心节点生成与已经入网的TEI不冲突的新的TEInew。进一步，更新所述组网信令包括更新电力线载波组网信令和更新无线组网信令；更新电力线载本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电力线载波和无线的双模融合自组网的组网方法，其特征在于：包括如下步骤：/nS1.构建组网信令；所述组网信令包括电力线载波组网信令和无线组网信令；/nS2.中心节点发出所述组网信令；/nS3.子节点接收所述组网信令，生成入网请求信令并发出；所述入网请求信令包括电力线载波入网请求信令和无线入网请求信令；/nS4.所述中心节点接收所述子节点发出的入网请求信令，并判断所述子节点是否存在冲突，若是，则所述中心节点生成入网确认信令并发出，进入步骤S5；若否，则更新所述组网信令，进入步骤S6；所述入网确认信令包括电力线载波入网确认信令和无线入网确认信令；所述更新所述组网信令包括更新电力线载波组网信令和更新无线组网信令；/nS5.所述子节点接收所述入网确认信令，并判断是否为本节点，若是，则入网成功；若否，则转发所述入网确认信令；/nS6.所述子节点接收更新后的组网信令，并验证入网是否通过，若是，则入网成功，若否，则重新发送入网请求；/nS7.重复执行步骤S2-S6，直到到达设定的时间阈值为止。/n

【技术特征摘要】
20201229 CN 202011603366X1.一种基于电力线载波和无线的双模融合自组网的组网方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1.构建组网信令；所述组网信令包括电力线载波组网信令和无线组网信令；
S2.中心节点发出所述组网信令；
S3.子节点接收所述组网信令，生成入网请求信令并发出；所述入网请求信令包括电力线载波入网请求信令和无线入网请求信令；
S4.所述中心节点接收所述子节点发出的入网请求信令，并判断所述子节点是否存在冲突，若是，则所述中心节点生成入网确认信令并发出，进入步骤S5；若否，则更新所述组网信令，进入步骤S6；所述入网确认信令包括电力线载波入网确认信令和无线入网确认信令；所述更新所述组网信令包括更新电力线载波组网信令和更新无线组网信令；
S5.所述子节点接收所述入网确认信令，并判断是否为本节点，若是，则入网成功；若否，则转发所述入网确认信令；
S6.所述子节点接收更新后的组网信令，并验证入网是否通过，若是，则入网成功，若否，则重新发送入网请求；
S7.重复执行步骤S2-S6，直到到达设定的时间阈值为止。


2.根据权利要求1所述的基于电力线载波和无线的双模融合自组网的组网方法，其特征在于：所述电力线载波组网信令为：
Format_Signalp＝(net_id,formatp,ack_codep,db_schedulep,proxy_codep,pb_schedulep)
其中，Format_Signalp为电力线载波组网信令；net_id为中心节点随机产生的质数；formatp表示电力线载波组网的信令标识；ack_codep为组网信令Format_Signalp中已经确认在电力线载波上入网的节点集合的编码；db_schedulep为已经确认入网的子节点在电力线载波上转发广播信息或者信标信息的规划策略；proxy_codep为中心节点在电力线载波上指派的代理节点集合的编码；pb_schedulep为已经确认入网的代理节点在电力线载波上转发广播信息或者信标信息的规划策略；
根据如下公式生成电力线载波组网信令中的ack_codep：



mod(TEI_PIp×net_id)
其中，为中心节点在电力线载波的工作信道上接收到同意接入网络的子节点i的临时网络地址；所述为按位异或操作；是在上的逆元；TEI_PIp′是TEI_PIp在TEI_PIpmodnet_id上的逆元；
所述无线组网信令为：
Format_Signalw＝(net_id,formatw,ack_codew,db_schedulew,proxy_codew,pb_schedulew)
其中，Format_Signalw为无线组网信令；net_id为中心节点随机产生的质数；formatw为无线组网的信令标识；ack_codew为组网信令Format_Signalw中已经确认在无线上入网的节点集合的编码；db_schedulew为已经确认入网的子节点在无线上转发广播信息或者信标信息的规划策略；proxy_codew为中心节点在无线上指派的代理节点集合的编码；pb_schedulew为已经确认入网的代理节点在无线上转发广播信息或者信标信息的规划策略；其中，所述代理节点为转发所述组网信令的子节点；
根据如下公式生成无线组网信令中的ack_codew：



mod(TEI_PIw×net_id)
其中，为中心节点在无线的工作信道上接收到同意接入网络的子节点i的临时网络地址；所述为按位异或操作；是在上的逆元；TEI_PIw′是TEI_PIw在TEI_PIwmodnet_id上的逆元。


3.根据权利要求1所述的基于电力线载波和无线的双模融合自组网的组网方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓诗蕾，王刚，吴林峰，邹波，骆凯波，胡文，谢广成，苏宇，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，国网重庆市电力公司营销服务中心，
类型：发明
国别省市：北京;11