CN110995316B - 一种高速电力线载波网络通讯的路由方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高速电力线载波网络通讯的路由方法。一种高速电力线载波网络通讯的路由方法，包括：S1、源路由和盲中继的路由方式；S2、当源路由通讯失败时，自适应地切换到盲中继方式；S3、通信失败处的从节点在完成数据发送任务后，会马上进行对失效路径进行修复；S4、路径修复完成后，通信失败处的从节点会通知主节点路径修复结果，同时主节点完成路由表中失效路径的路径更新。根据本发明提供的方法，在高速电力线载波通信网络发生变化后，依然可以保证正常进行的数据通信，并进行路径修复，更新路由，提高了数据通讯的成功率，增强了网络数据传输的可靠性。

Description

一种高速电力线载波网络通讯的路由方法
技术领域
本发明涉及一种适用于高速电力线载波通讯网络的路由方法，属于电力载波通信技术领域。
背景技术
高速电力线载波通讯是利用电力线作为传输介质，并采用OFDM调制方式，将数据加载在特定的载波信号中，信号经电力线传播到接收端，接收端再将信号从电力线上分离出来，经过解调、解码还原出原始数据的一种技术。高速电力线载波通讯技术具有效率高、可靠性好、直接采用现有电力线线路而无需新增布线等特点，因此在泛在物联网领域有着广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中目前高速电力线载波网络普遍存在从节点数量多、环境干扰大、拓扑结构不稳定、通信环境恶劣等问题，常常因此导致网络通讯的失败。因此需要一种有效网络通讯的路由方法能够在这种情况下仍然保证一定的通信成功率，同时修复失效路径、及时更新路由信息的问题，提出一种高速电力线载波网络通讯的路由方法。
本发明提出的一种高速电力线载波网络通讯的路由方法，包括：S1、源路由和盲中继的路由方式；S2、当源路由通讯失败时，自适应地切换到盲中继方式；S3、通信失败处的从节点在完成数据发送任务后，会马上进行对失效路径进行修复；S4、路径修复完成后，通信失败处的从节点会通知主节点路径修复结果，同时主节点完成路由表中失效路径的路径更新。
优选地，步骤S1包括：S11，源路由的特征：将路由表的到达目的节点的路径写入路由域，从节点根据路由域规定的路径完成中继转发，直至达到目的节点，详细描述源路由方式的特征；S12，源路由的建立：用盲中继方式向目标节点发送路径发现命令帧，非目的节点转发该命令帧并填入自身的地址，直至目的节点，目的节点再用盲中继方式回复路径发现命令帧，将发现的路径带回给主节点，详细描述源路由方式的路由建立过程；
S13，盲中继的特征：根据生命周期和门限阈值进行转发，详细描述盲中继方式的特征。
优选地，步骤S2包括：S21，源路由通信失败的确认方法：源路由方式下，对于两个从节点直接的通信过程，将采用有确认回复的通信方式，即指定的目的节点收到数据帧后马上对指定的源节点发送确认帧，如果指定的源节点未收到确认帧，则可判断指定的两点之间的通信失败，详细描述源路由通讯失败的判决方法；S22，自动切换盲中继方式的参数生成：通信失败出的从节点可根据路由域中剩余的中继个数，生成最小的生命周期以及转发的门限阈值，详细描述自动路由切换的过程。
优选地，步骤S3包括：S31，源路由的局部修复:失败处的从节点在发送完数据帧后，马上启动路径修复，向目的从节点发送路由发现帧，路径上非目的节点将转发该路由发现帧，并填入自身的地址消息，目的节点收到路径发现命令帧后向启动路径修复的节点发送路由发现帧的回复帧，失败处的从节点收到路由发现命令帧的回复帧后，再加上自己到主节点的路由信息就完成了整条失效路径的修复过程，详细描述源路由局部修复的过程。
优选地，步骤S4包括：S41，通知主节点，源路由路径的修复结果，主节点相应的路由表路径更新：失败处的从节点将修复好的路径发送给主节点，通知主节点进行相应的路由更新，主节点收到该通知后，将修复的路径信息对原有路由表的路径进行替换，从而完成整个失败路径的路径更新过程，详细描述通知主节点，完成失效路径在路由表的全局更新过程。
本发明的有益效果包括：根据本发明提供的方法，在高速电力线载波通信网络发生变化后，依然可以保证正常进行的数据通信，并进行路径修复，更新路由，提高了数据通讯的成功率，增强了网络数据传输的可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例电力线载波网络通讯路由方法的流程示意图。
图2是本发明实施例的源路由的原理示意图。
图3是本发明实施例的源路由的原理示意图。
图4是本发明实施例的盲中继的示意图。
图5是本发明实施例的源路由的修复示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式并对照附图对本发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接即可以是用于固定作用也可以是用于电路连通作用。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
图1所示为本发明实施例的电力线载波网络通讯路由方法的流程示意图。初始化完成后，主节点以盲中继的方式向目的从节点发送路由发现帧，非目的从节点转发该命令帧并填入自身的地址，直至到达目的从节点，目的从节点再用盲中继的方式回复路由发现帧，将探索到的路径信息带回主节点。
主节点通过从节点回复的信息帧，建立主节点到各从节点的通讯路由表。路由表中包含主节点到网络中各个从节点的路径信息。
当主节点和从节点以源路由方式进行通信时，主节点查询路由表，获取达到目的从节点完整路由信息，在将此路由信息添加到待发数据帧的路由域，再进行发送。
中继节点收到数据帧后，解析其中的路由信息，依据源路由规则，将数据帧发送给下一个中继节点，直至传递到目的从节点。
图2所示是源路由的原理示意图。主节点为a，目的从节点为h。主节点通过查询路由表获取到目的从节点h的路径为a->c->h。主节点将路由表中到达目的从节点的路径写入路由域，从节点根据路由域规定的路径完成中继转发，直至达到目的从节点。数据帧传递的过程中，当既不是中继节点也不是目的节点的从节点收到该数据帧时，既不转发也不处理。
中继节点发送数据帧后，一段时间内没有收到下一个中继节点的确认帧，则认为本次发送数据失败。如图3所示是源路由通信失败的示意图。源路由方式下，对于两个从节点直接的通信过程将采用有确认回复的通信方式，即目的节点收到数据帧后马上对指定的源节点发送确认帧，如果指定的源节点未收到确认帧，则可判断指定的两点之间的通信失败。
通信失败出的从节点可根据路由域中剩余的中继个数，生成最小的生命周期以及转发的高低门限值，然后以盲中继的方式重新发送该数据帧。所有收到盲中继数据帧的节点，如果目的地址不是自己，且满足转发准则，则将生命周期减1后转发该数据帧，直到目的从节点收到该数据帧。如果中继节点收到的信号强度在盲中继转发规定的阈值之内，且生命周期不为0，则中继节点将进行转发，否则中继节点将不进行转发。
图4所示是盲中继的原理示意图。主节点为a，目的从节点为h。主节点设置好生命周期后，将生命周期加载到路由域，然后发送出去，任何接收到该数据帧，且满足生命周期和门限阈值要求的从节点都会转发该数据帧，直到目的从节点收到该数据帧。
失败处的从节点在发送完数据帧后，马上启动路径修复，向目的从节点发送路由发现帧，路径上非目的从节点将转发该路由发现帧，并填入自身的地址消息，目的从节点收到路径发现命令帧后向启动路径修复的节点发送路由发现帧的回复帧，失败处的从节点收到路由发现命令帧的回复帧后，再加上自己到主节点的路由信息就完成了整条失效路径的修复过程。
失败处的从节点将修复好的路径发送给主节点，通知主节点进行相应的路由更新。主节点收到该通知后，将修复的路径信息对原有路由表的路径进行替换，从而完成整个失败路径的路径更新过程。
图5所示是源路由的修复示意图。通信失败处的源节点为a，目的从节点为h。节点a向目的从节点h发送路径发现命令，路径上非目的从节点将转发该命令帧，并填入自身的地址消息，目的从节点收到路径发现命令帧后计算接收到的信号强度，选择最优路径后向源节点a返回路径发现命令帧的回复帧，失败处的节点a收到路径发现命令帧回复帧后则完成了源路由的路径修复过程。
根据本发明提供的方法，当电力线载波网络中的从节点间出现通信失败时，自适应地切换不同的路由方法进行发送数据，并立即进行路径修复，更新路由，从而提高了数据通讯的成功率，增强了网络数据传输的可靠性。
本领域技术人员将认识到，对以上描述做出众多变通是可能的，所以实施例和附图仅是用来描述一个或多个特定实施方式。
尽管已经描述和叙述了被看作本发明的示范实施例，本领域技术人员将会明白，可以对其做出各种改变和替换，而不会脱离本发明的精神。另外，可以做出许多修改以将特定情况适配到本发明的教义，而不会脱离在此描述的本发明中心概念。所以，本发明不受限于在此披露的特定实施例，但本发明可能还包括属于本发明范围的所有实施例及其等同物。

Claims (3)

1.一种高速电力线载波网络通讯的路由方法，其特征在于，包括：
S1，源路由和盲中继的路由方式，实现高速电力线载波通讯的两种基本路由方式；步骤S1包括：S11，源路由方式：将路由表的到达目的节点的路径写入路由域，从节点根据路由域规定的路径完成中继转发，直至达到目的节点；S12，源路由的建立：用盲中继方式向目标节点发送路径发现命令帧，非目的节点转发该命令帧并填入自身的地址，直至目的节点，目的节点再用盲中继方式回复路径发现命令帧，将发现的路径带回给主节点；S13，盲中继方式：根据生命周期和门限阈值进行转发；
S2，当源路由通信失败会自动切换盲中继方式，在高速电力线载波的源路由方式通讯失败后，能够保证继续通讯；其中，通信失败处的从节点根据路由域中剩余的中继个数，生成最小的生命周期以及转发的高低门限值，然后以盲中继的方式重新发送数据帧；所有收到盲中继数据帧的节点，如果目的地址不是自己，且满足转发准则，则将生命周期减1后转发该数据帧，直到目的从节点收到该数据帧；如果中继节点收到的信号强度在盲中继转发规定的阈值之内，且生命周期不为0，则中继节点将进行转发，否则中继节点将不进行转发；
S3，源路由通信失败处的从节点在完成数据发送任务后会马上进行失败路径的修复，马上能够进行路由的局部修复；源路由的局部修复具体为：失败处的从节点在发送完数据帧后，马上启动路径修复，向目的从节点发送路由发现帧，路径上非目的节点将转发该路由发现帧并填入自身的地址消息，目的节点收到路径发现命令帧后向启动路径修复的节点发送路由发现帧的回复帧，失败处的从节点收到路由发现命令帧的回复帧后，再加上自己到主节点的路由信息就完成了整条失效路径的修复过程，详细描述源路由局部修复的过程；
S4，路径修复完成后，通信失败处的从节点会通知主节点路径修复结果，同时主节点完成路由表中失效路径的路径更新，将局部路由修复的结果通知主节点，完成路由表中失效路径的全路径更新。
2.如权利要求1所述的高速电力线载波网络通讯的路由方法，其特征在于，步骤S2包括：
S21，源路由通信失败的确认方法：源路由方式下，对于两个从节点直接的通信过程，将采用有确认回复的通信方式，即指定的目的节点收到数据帧后马上对指定的源节点发送确认帧，如果指定的源节点未收到确认帧，则可判断指定的两点之间的通信失败，详细描述源路由通讯失败的判决方法；
S22，自动切换盲中继方式的参数生成：通信失败处的从节点可根据路由域中剩余的中继个数，生成最小的生命周期以及转发的门限阈值，详细描述自动路由切换的过程。
3.如权利要求1所述的高速电力线载波网络通讯的路由方法，其特征在于，步骤S4包括：
S41，通知主节点，源路由路径的修复结果，主节点相应的路由表路径更新：失败处的从节点将修复好的路径发送给主节点，通知主节点进行相应的路由更新，主节点收到该通知后，将修复的路径信息对原有路由表的路径进行替换，从而完成整个失败路径的路径更新过程，详细描述通知主节点，完成失效路径在路由表的全局更新过程。
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