一种双模通信的负载均衡组网路由方法技术

本发明专利技术提供一种双模通信的负载均衡组网路由方法，包括步骤

【技术实现步骤摘要】
一种双模通信的负载均衡组网路由方法


[0001]本专利技术涉及一种双模通信的负载均衡组网路由方法
。

技术介绍

[0002]随着通信软硬件技术的快速发展，智能电网可以借助先进的通信技术实现对电力系统的实时监测
、
控制和管理
。
智能电网可以采集大量的数据，进行分析和预测，帮助电力系统做出更加智能和有效的决策
。
高速电力线载波通信
(HPLC)
和微功率无线通信
(HRF)
是电网中常见的两种通信模式
。
因为
HPLC
能直接利用现有电网线路通信，所以
HPLC
成为当前电网系统中主要的通信模式
。
但是
HPLC
依托现有电网线路，在面对拥塞时很难灵活改变路由并适应流量的变化，导致系统性能经常有很严重的恶化
。
而
HRF
相较于
HPLC
可以自组织形成网络，无需中心化的控制，通过无线传输和接收，设备可以相互通信
、
协作和协调，实现数据传输
、
共享和处理
。
因此当系统面对拥塞时使用
HRF
可以实现整个网络负载的重新均衡，对于提升智能电网采集
、
分析
、
预测数据的准确性和通信速率具有重大的意义
。
[0003]现有
HRF
负载均衡方法主要有
Dijkstra
算法
、SEAR
算法
、DCBSPR
算法
、LEACH
算法：
Dijkstra
算法直接搜寻出最短跳数的路径；
SEAR
算法能在一定程度上恢复受拥塞影响的
PCO
节点的发送速率；
DCBSPR
算法将
AODV
算法和
LEACH
算法结合运用在
PCO
节点的选择中；
LEACH
算法周期性的轮转
PCO
节点，最大限度地延长网络的寿命
。
现有的负载均衡算法大多注意到
PCO
节点的选取要避免选择性能恶化的节点
。
但据我们所知并未给出选择性能更优的
PCO
节点的方法，而且并未关注双模通信中存在的拥塞问题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出一种双模通信的负载均衡组网路由方法，能够选举性能更优的
PCO
节点，通过动态调整网络拓扑适应由于部分
PCO
节点拥塞导致的流量变化
。
[0005]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0006]一种双模通信的负载均衡组网路由方法，包括如下步骤：
[0007]步骤
S1、
将随机分散在一定范围空间内的电表节点接入对应的
PCO
节点，每个
PCO
节点均生成一个簇以供
STA
节点接入，得到
PCO
节点坐标集
clustercenter
，接入的电表节点为
STA
节点；
[0008]步骤
S2、
根据
PCO
节点坐标集
clustercenter
中各
PCO
节点坐标与各
STA
节点坐标，检测由于所处位置偏僻的
STA
节点无法接入所生成的
PCO
节点，该
PCO
节点即为
STA
节点本身，则将该
PCO
节点从
PCO
节点坐标集
clustercenter
中删除，并将该
STA
节点接入距离最近的
PCO
节点；
[0009]步骤
S3、
将各个
STA
节点接入除已经接入的
PCO
节点外距离最近的其他
PCO
节点，生成备用的路径；
[0010]步骤
S4、
使用环形拓扑结构进行组网，具体包括：
[0011]步骤
S41、
选取一个
PCO
节点作为算法开始的起点，将其放入集合
clustern_chosen
中，该
PCO
节点的编号赋值给
v_now
；
[0012]步骤
S42、
依次计算其他
PCO
节点与步骤
S41
所选定
PCO
节点
v_now
之间的距离，选定距离最小的
PCO
节点的编号赋值给
v_chosen
，将
v_now
与
v_chosen
相连接，并将
v_chosen
加入集合
clustern_chosen
并排在
v_now
之后，将
v_chosen
赋值给
v_now
；
[0013]步骤
S43、
计算
v_now
与不在
clustern_chosen
集合内的
PCO
节点之间的距离，重复步骤
S42
直到能遍历所有的
PCO
节点，最后在
clustern_chosen
的尾部加入步骤
S41
中所确定的初始
PCO
节点，使得最后
PCO
节点之间的连接能形成一个由初始
PCO
节点开始依次连接其他
PCO
节点最后终止于该初始
PCO
节点的圆形拓扑结构；
[0014]步骤
S44、
计算该圆形拓扑结构中成环方式路径的总距离
length_circle
，如果
length_circle
＜
length_circle_min
，则将
length_circle
赋值给
length_circle_min、clustern_chosen
赋值给
clustern_min_chosen
；
length_circle_min
最初始的值为无穷大，
clustern_min_chosen
为成环方案；
[0015]步骤
S45、
重复步骤
S41
‑
步骤
S44
，依次选取其他
P本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种双模通信的负载均衡组网路由方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤
S1、
将随机分散在一定范围空间内的电表节点接入对应的
PCO
节点，每个
PCO
节点均生成一个簇以供
STA
节点接入，得到
PCO
节点坐标集
clustercenter
，接入的电表节点为
STA
节点；步骤
S2、
根据
PCO
节点坐标集
clustercenter
中各
PCO
节点坐标与各
STA
节点坐标，检测由于所处位置偏僻的
STA
节点无法接入所生成的
PCO
节点，该
PCO
节点即为
STA
节点本身，则将该
PCO
节点从
PCO
节点坐标集
clustercenter
中删除，并将该
STA
节点接入距离最近的
PCO
节点；步骤
S3、
将各个
STA
节点接入除已经接入的
PCO
节点外距离最近的其他
PCO
节点，生成备用的路径；步骤
S4、
使用环形拓扑结构进行组网，具体包括：步骤
S41、
选取一个
PCO
节点作为算法开始的起点，将其放入集合
clustern_chosen
中，该
PCO
节点的编号赋值给
v_now
；步骤
S42、
依次计算其他
PCO
节点与步骤
S41
所选定
PCO
节点
v_now
之间的距离，选定距离最小的
PCO
节点的编号赋值给
v_chosen
，将
v_now
与
v_chosen
相连接，并将
v_chosen
加入集合
clustern_chosen
并排在
v_now
之后，将
v_chosen
赋值给
v_now
；步骤
S43、
计算
v_now
与不在
clustern_chosen
集合内的
PCO
节点之间的距离，重复步骤
S42
直到能遍历所有的
PCO
节点，最后在
clustern_chosen
的尾部加入步骤
S41
中所确定的初始
PCO
节点，使得最后
PCO
节点之间的连接能形成一个由初始
PCO
节点开始依次连接其他
PCO
节点最后终止于该初始
PCO
节点的圆形拓扑结构；步骤
S44、
计算该圆形拓扑结构中成环方式路径的总距离
length_circle
，如果
length_circle
＜
length_circle_min
，则将
length_circle
赋值给
length_circle_min、clustern_chosen
赋值给
clustern_min_chosen
；
length_circle_min
最初始的值为无穷大，
clustern_min_chosen
为成环方案；步骤
S45、
重复步骤
S41
‑
步骤
S44
，依次选取其他
PCO
节点作为算法开始的起点，最终得到
length_circle_min
最短的成环方案
clustern_min_chosen
；步骤
S5、
最短的成环方案
clustern_min_chosen
中的各
PCO
节点与组网建立连接，若
PCO
节点检测到自身缓存区被占用率过高或可用发送带宽占过小，则向中心节点
CCO
汇报，中心节点
CCO
收到信息后，向所有
PCO
节点和
STA
节点下发重新组网的命令，所有
PCO
节点和
STA
节点在收到重新组网命令后向中心节点
CCO
回复重新组网确认帧，中心节点
CCO
在收到所有
PCO
节点和
STA
节点的重新组网确认帧后开始使用
HRF
通信方式进行重新组网；步骤
S6、
在竞争时间
T
内，确认每个簇的竞选集合
idx_candidate
，该竞选集合
idx_candidate
即为步骤
S1
所确定的每个簇内的
PCO
节点和
STA
节点，在考虑缓存区占用率
、
可用发送带宽后确认每个簇的新
PCO
节点；步骤
S7、
重复步骤
S2
至步骤
S4
，直到检测到
PCO
节点再次出现缓存区占用率过高
、
可用发送带宽太小的问题，重新执行步骤
S5
和步骤
S6
，以建立新的组网结构；步骤
S8、
当
STA
节点需要向中心节点
CCO
发送采集的用电信息时，中心节点
CCO
通过
Dijkstra
算法确定最短跳数的路径供
STA
节点向中心节点
CCO
传输信息
。2.
根据权利要求1所述的一种双模通信的负载均衡组网路由方法，其特征在于：所述步
骤
S1
包括：步骤
S11、
设置合理的半径阈值
radius
；步骤
S...

【专利技术属性】
技术研发人员：费泽松，闫云懿，王维昊，黄靖轩，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：