电力物联网的分布式同步方法、装置及无线节点制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电力物联网的分布式同步方法、装置及无线节点。电力物联网包括多个无线节点；该方法应用于无线节点，包括：接收指定频率的无线信号；无线信号包括多个子帧，每个子帧包括至少一个广播时隙、前向数据时隙、反向数据时隙和保护时隙；根据接收的无线信号监测本地载波频率偏差，并动态调整本地载波频率，以保持本地载波稳定和频率同步；根据无线信号进行时间同步。本发明专利技术可以保持本地载波稳定和频率同步，并避免节点使用昂贵的晶振，减少节点器件数目，在本地频率偏差跟踪和校正基础上，进行时间同步，可以提高信息检测的性能和可靠性，以保障无线节点以分布式的时频同步，避免业务传输的冲突，提高电力物联网的效率和稳健性。率和稳健性。率和稳健性。

【技术实现步骤摘要】
电力物联网的分布式同步方法、装置及无线节点


[0001]本专利技术涉及电力物联网
，尤其涉及一种电力物联网的分布式同步方法、装置及无线节点。

技术介绍

[0002]电力物联网是围绕电力系统各环节，充分应用传感器、网络互联、人工智能等现代信息技术和先进通信技术，实现电力系统各环节万物互联、人机交互以及智慧服务，具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的特征。
[0003]电力物联网的无线节点往往分布式部署，如图1所示，网络在预置汇聚节点与运营维护中心通过有线或无线方式连接，各无线节点可以单独或融合承载数据采集、信息中继传输的作用。
[0004]对于分布式部署的无线节点，如何实现同步是目前待解决的主要问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种电力物联网的分布式同步方法、装置及无线节点，以便于实现电力物联网的无线节点之间的同步。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种电力物联网的分布式同步方法，电力物联网包括多个无线节点；电力物联网的分布式同步方法应用于无线节点，包括：
[0007]接收指定频率的无线信号；无线信号包括多个子帧，每个子帧包括至少一个广播时隙、前向数据时隙、反向数据时隙和保护时隙；
[0008]根据接收的无线信号监测本地载波频率偏差，并动态调整本地载波频率，以保持本地载波稳定和频率同步；
[0009]根据无线信号进行时间同步。
[0010]在一种可能的实现方式中，根据无线信号进行时间同步，包括：/>[0011]基于无线信号采样的I/Q分量，计算无线节点的同步误差；
[0012]根据无线节点的同步误差，进行时间同步。
[0013]在一种可能的实现方式中，无线节点的同步误差的计算公式为：
[0014]e(n)＝Re{x2(nT
s
‑
T
s
+τ
n
‑1)x
*2
((n
‑
1)T
s
‑
T
s
+τ
n
‑2)}
‑
Re{x2(nT
s
+T
s
+τ
n
)x
*2
((n
‑
1)T
s
+T
s
+τ
n
‑1)}
[0015]其中，T
s
为采样周期；n为采样时间的计数量；e(n)为采样时间的计数量为n时的同步误差；τ
n
为采样时间的计数量为n时的时延值；x(nT
s
‑
T
s
+τ
n
‑1)为nT
s
‑
T
s
+τ
n
‑1时刻的复采样信号，x(nT
s
‑
T
s
+τ
n
‑1)＝I(nT
s
‑
T
s
+τ
n
‑1)+jQ(nT
s
‑
T
s
+τ
n
‑1)，I(nT
s
‑
T
s
+τ
n
‑1)和Q(nT
s
‑
T
s
+τ
n
‑1)为x(nT
s
‑
T
s
+τ
n
‑1)的I/Q正交分量；x
*
()和x()互为共轭复数。
[0016]在一种可能的实现方式中，根据无线信号进行时间同步，包括：
[0017]对广播时隙进行时间同步；
[0018]对前向数据时隙进行时间同步。
[0019]在一种可能的实现方式中，电力物联网的各个无线节点之间多跳依次连接。
[0020]在一种可能的实现方式中，电力物联网的无线传输按照周期性帧结构以时分复用方式进行。
[0021]第二方面，本专利技术实施例提供了一种，电力物联网包括多个无线节点；电力物联网的分布式同步装置应用于无线节点，包括：
[0022]接收模块，用于接收指定频率的无线信号；无线信号包括多个子帧，每个子帧包括至少一个广播时隙、前向数据时隙、反向数据时隙和保护时隙；
[0023]频率同步模块，用于根据接收的无线信号监测本地载波频率偏差，并动态调整本地载波频率，以保持本地载波稳定和频率同步；
[0024]时间同步模块，用于根据无线信号进行时间同步。
[0025]在一种可能的实现方式中，时间同步模块具体用于：
[0026]基于无线信号采样的I/Q分量，计算无线节点的同步误差；
[0027]根据无线节点的同步误差，进行时间同步。
[0028]第三方面，本专利技术实施例提供了一种无线节点，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于调用并运行所述存储器中存储的计算机程序，执行如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述的电力物联网的分布式同步方法。
[0029]第四方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述的电力物联网的分布式同步方法的步骤。
[0030]本专利技术实施例提供一种电力物联网的分布式同步方法、装置及无线节点，通过接收指定频率的无线信号；无线信号包括多个子帧，每个子帧包括至少一个广播时隙、前向数据时隙、反向数据时隙和保护时隙；根据接收的无线信号监测本地载波频率偏差，并动态调整本地载波频率，以保持本地载波稳定和频率同步，并避免节点使用昂贵的晶振，减少节点器件数目；在本地频率偏差跟踪和校正基础上，进行时间同步，可以提高信息检测的性能和可靠性，以保障无线节点以分布式的时频同步，避免业务传输的冲突，提高电力物联网的效率和稳健性。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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他的附图。
[0032]图1是本专利技术实施例提供的电力物联网的结构示意图；
[0033]图2是本专利技术实施例提供的电力物联网的分布式同步方法的流程示意图；
[0034]图3是本专利技术实施例提供的无线节点的收发架构的示意图；
[0035]图4是本专利技术实施例提供的无线传输帧的结构示意图；
[0036]图5是本专利技术实施例提供的同步监测与调整示意图；
[0037]图6是本专利技术实施例提供的另一种电力物联网的分布式同步方法的流程示意图；
[0038]图7是本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力物联网的分布式同步方法，其特征在于，所述电力物联网包括多个无线节点；所述电力物联网的分布式同步方法应用于所述无线节点，包括：接收指定频率的无线信号；所述无线信号包括多个子帧，每个子帧包括至少一个广播时隙、前向数据时隙、反向数据时隙和保护时隙；根据接收的所述无线信号监测本地载波频率偏差，并动态调整本地载波频率，以保持本地载波稳定和频率同步；根据所述无线信号进行时间同步。2.根据权利要求1所述的电力物联网的分布式同步方法，其特征在于，所述根据所述无线信号进行时间同步，包括：基于所述无线信号采样的I/Q分量，计算所述无线节点的同步误差；根据所述无线节点的同步误差，进行时间同步。3.根据权利要求2所述的电力物联网的分布式同步方法，其特征在于，所述无线节点的同步误差的计算公式为：e(n)＝Re{x2(nT
s
‑
T
s
+τ
n
‑1)x
*2
((n
‑
1)T
s
‑
T
s
+τ
n
‑2)}
‑
Re{x2(nT
s
+T
s
+τ
n
)x
*2
((n
‑
1)Ts+Ts+τ
n
‑1)}其中，T
s
为采样周期；n为采样时间的计数量；e(n)为采样时间的计数量为n时的同步误差；τ
n
为采样时间的计数量为n时的时延值；x(nT
s
‑
T
s
+τ
n
‑1)为nT
s
‑
T
s
+τ
n
‑1时刻的复采样信号，x(nT
s
‑
T
s
+τ
n
‑1)＝I(nT
s
‑
T
s
+τ
n
‑1)+jQ(nT

【专利技术属性】
技术研发人员：田源，邢超，乔辉，孙路，何瑞东，刘浩宇，代璐健，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网河北能源技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：