一种低压电力线载波通信系统网络优化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种低压电力线载波通信系统网络优化方法，包括，建立电力线的信道传输模型；建立用于评价路径优化结果的目标函数；基于蚁群算法的电力线载波通信网络路径优化，本发明专利技术的有益效果在于：基于蚁群算法的电力线载波通信网络路径优化算法，旨在不增加硬件条件的情况下，通过优化载波通信网络路径提高了载波通信的可靠性，并且在面对用户节点数量庞大的智能电网时，能够满足智能电网要求的高效率数据采集上报，较传统的调度策略和路由算法时间性能更优。时间性能更优。时间性能更优。

【技术实现步骤摘要】
一种低压电力线载波通信系统网络优化方法


[0001]本专利技术涉及的载波通信
，尤其涉及一种低压电力线载波通信系统网络优化方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着电网智能化需求的提高，对电力线通信在物理层的研究改进已不足以满足智能电网的要求，需要对现有的载波通信方案和电网的常规任务进行系统性的研究和分析，并且针对载波方案的技术特点，对电网常规通信任务的执行时间进行优化，目前应用的载波通信方案，大多数采用点对点通信方式，要实现整网所有节点信息的采集，需要采取单点轮询的调度机制，面对用户节点数量庞大的智能电网，这种轮询的调度机制不能满足我国智能电网要求的高效率数据采集上报，因此，面对电力载波网络常规通信任务，需采用时间性能更优的调度策略和路由算法，来进一步提高网络实时性和通信可靠性，所以，为满足智能电网的数据上报要求，开展研究电力线载波通信网络更即时的路由算法和任务调度机制是非常重要的。

技术实现思路

[0003]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0004]鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术一种低压电力线载波通信系统网络优化方法。
[0005]因此，本专利技术解决的技术问题是：传统的单点轮询调度机制，每次处理一个节点的调度方式，若网络的规模增大，所需时间也成倍增加，效率低下，不足以满足智能电网要求的高效率数据采集上报要求。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种低压电力线载波通信系统网络优化方法，包括，
[0007]建立电力线的信道传输模型；
[0008]建立用于评价路径优化结果的目标函数；
[0009]基于蚁群算法的电力线载波通信网络路径优化。
[0010]作为本专利技术所述的低压电力线载波通信系统网络优化方法的一种优选方案，其中：所述电力线的信道传输模型的传递函数为：
[0011][0012]其中，i为对应的路径号，N为路径的传输条数，g
i
为路径i的加权系数，d
i
为路径i的物理距离，a0、a1、k为衰减系数。
[0013]作为本专利技术所述的低压电力线载波通信系统网络优化方法的一种优选方案，其中：所述用于评价路径优化结果的目标函数为网络误码率。
[0014]作为本专利技术所述的低压电力线载波通信系统网络优化方法的一种优选方案，其中：所述基于蚁群算法的电力线载波通信网络路径优化包括：
[0015]对相关参数进行初始化；
[0016]确定起始节点，按照蚂蚁转移概率和决策规则选择下一跳节点；
[0017]判断是否搜索到目的节点，若搜索到目的节点，则更新局部信息素，否则，返回上一步骤；
[0018]判断当前起始节点到目的节点的路径是否满足路径收敛，若满足路径收敛，则当前路径为最短路径，并更新全局信息素以及路径表信息，否则，迭代次数加1，重复按照蚂蚁转移概率和决策规则选择下一跳节点。
[0019]作为本专利技术所述的低压电力线载波通信系统网络优化方法的一种优选方案，其中：所述相关参数包括：
[0020]蚂蚁数量、节点数量、信息素、信息素重要程度因子、启发函数重要程度因子、信息素挥发因子、最大迭代次数、迭代次数初始值。
[0021]作为本专利技术所述的低压电力线载波通信系统网络优化方法的一种优选方案，其中：所述确定起始节点，按照蚂蚁转移概率和决策规则选择目的节点包括：
[0022]所述蚂蚁转移概率的公式为：
[0023][0024]其中，为蚂蚁k从节点i转移到节点j的概率，s∈J
k
(i)为蚂蚁k下一步允许选择的节点的集合，τ
ij
(t)为节点i到节点j之间的信息素，η
ij
(t)为启发函数，α为信息素重要程度因子，β为启发函数重要程度因子。
[0025]作为本专利技术所述的低压电力线载波通信系统网络优化方法的一种优选方案，其中：所述更新全局信息素的公式如下：
[0026]τ
ij
(t+n)＝(1
‑
ρ)
×
τ
ij
(t)+Δτ
ij
[0027]其中，τ
ij
(t+n)为边(i，j)上的信息素量，ρ为信息素挥发因子，0≤ρ＜1，Δτ
ij
为第k只蚂蚁在本次迭代中留在边(i，j)上的信息素量。
[0028]作为本专利技术所述的低压电力线载波通信系统网络优化方法的一种优选方案，其中：所述更新全局信息素的公式还包括：
[0029][0030]其中，Δτ
ij
为第k只蚂蚁在本次迭代中留在边(i，j)上的信息素量，m为蚂蚁数量。
[0031]作为本专利技术所述的低压电力线载波通信系统网络优化方法的一种优选方案，其中：所述迭代次数加1，重复按照蚂蚁转移概率和决策规则选择下一跳节点包括：
[0032]若当前迭代次数iter小于最大迭代次数iter
max
，则令iter+1，清空蚂蚁经过路径
的记录表，并重复按照蚂蚁转移概率和决策规则选择下一跳节点。
[0033]本专利技术的有益效果：基于蚁群算法的电力线载波通信网络路径优化算法，旨在不增加硬件条件的情况下，通过优化载波通信网络路径提高了载波通信的可靠性，并且在面对用户节点数量庞大的智能电网时，能够满足智能电网要求的高效率数据采集上报，较传统的调度策略和路由算法时间性能更优。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0035]图1本专利技术一种低压电力线载波通信系统网络优化方法的步骤示意图。
具体实施方式
[0036]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术的保护的范围。
[0037]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0038]其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低压电力线载波通信系统网络优化方法，其特征在于：包括，建立电力线的信道传输模型；建立用于评价路径优化结果的目标函数；基于蚁群算法的电力线载波通信网络路径优化。2.根据权利要求1所述的低压电力线载波通信系统网络优化方法，其特征在于：所述电力线的信道传输模型的传递函数为：其中，i为对应的路径号，N为路径的传输条数，g
i
为路径i的加权系数，d
i
为路径i的物理距离，a0、a1、k为衰减系数。3.根据权利要求2所述的低压电力线载波通信系统网络优化方法，其特征在于：所述用于评价路径优化结果的目标函数为网络误码率。4.根据权利要求3所述的低压电力线载波通信系统网络优化方法，其特征在于：所述基于蚁群算法的电力线载波通信网络路径优化包括：对相关参数进行初始化；确定起始节点，按照蚂蚁转移概率和决策规则选择下一跳节点；判断是否搜索到目的节点，若搜索到目的节点，则更新局部信息素，否则，返回上一步骤；判断当前起始节点到目的节点的路径是否满足路径收敛，若满足路径收敛，则当前路径为最短路径，并更新全局信息素以及路径表信息，否则，迭代次数加1，重复按照蚂蚁转移概率和决策规则选择下一跳节点。5.根据权利要求4所述的低压电力线载波通信系统网络优化方法，其特征在于：所述相关参数包括：蚂蚁数量、节点数量、信息素、信息素重要程度因子、启发函数重要程度因子、信息素挥发因子、最大迭代次数、迭代次数初始值。6.根据权利要求5所述的低压电力线载波通信系统网络优化方法，其特征在于：所述确定起始节点，按照蚂蚁转移概率和决策规则选择目的节点包...

【专利技术属性】
技术研发人员：李波，施展，梁宇图，吴赞红，杨志花，王秀竹，吴振田，
申请(专利权)人：广东电力通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：