CN112737638A - 一种电力线通信可靠性增量路由方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电力线通信可靠性增量路由方法，包括在预设的电力线通信网络拓扑图中，确定中心节点及通信节点；遍历出各通信节点的可靠度值；指定目的节点，并在目的节点至中心节点的所有路径中，确定出为主路由；对主路由上的所有通信节点的可靠度值检测，将可靠度值小于预设阈值的通信节点均设为迂回节点；对迂回节点数目及两两迂回节点之间是否相邻进行检测，确定出绕过每一个迂回节点路径的两个边界节点；根据绕过每一个迂回节点路径的两个边界节点，筛选出最短路径均为增量路由并对主路由更新为冗余路由。实施本发明，通过增量路由来实现主路由上通信节点或链路失效的冗余，从而解决了现有电力线载波通信路由技术所存在的网络延时问题。

Description

一种电力线通信可靠性增量路由方法及系统

技术领域

本发明涉及电力通信技术领域，尤其涉及一种电力线通信可靠性增量路由方法及系统。

背景技术

电力通信系统主要采用电力线载波通信技术。由于电力线载波信道的极端恶劣性和复杂性，使得提高电力线通信网络的通信质量一直是电力线载波通信技术研究的重点和方向。

目前，在进行信息终端业务通信时，电力线载波通信路由技术仍然以单路径的路由方式为主，在一定程度上难以保证电力本地通信业务的可靠性。一旦发生通信节点或链路失效，必须进行局部甚至全局的网络重构，可是频繁的网络重构必将带来大量的网络延时，无法满足电力线通信网络的实时性和抗毁性要求。

因此，亟需一种电力线通信可靠性增量路由方法，通过增量路由来实现主路由上通信节点或链路失效的冗余，从而解决了现有电力线载波通信路由技术所存在的网络延时问题。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种电力线通信可靠性增量路由方法及系统，通过增量路由来实现主路由上通信节点或链路失效的冗余，从而解决了现有电力线载波通信路由技术所存在的网络延时问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电力线通信可靠性增量路由方法，所述方法包括以下步骤：

S1、在预设的电力线通信网络拓扑图中，确定中心节点及其下连的所有通信节点；

S2、遍历计算出各通信节点的可靠度值；

S3、指定某一通信节点为目的节点，并获取所述目的节点至所述中心节点的所有路径，且进一步在所述目的节点至所述中心节点的所有路径中，确定出为最短路径的主路由；

S4、基于遍历计算出的各通信节点的可靠度值，对所述主路由上的所有通信节点的可靠度值进行检测，并在检测出所述主路由上存在可靠度值小于预设阈值的通信节点时，将可靠度值小于所述预设阈值的通信节点均设为迂回节点；

S5、获取每一个迂回节点各自在所述主路由上左右相邻的通信节点，并对迂回节点数目及两两迂回节点之间是否相邻进行检测，且进一步根据检测情况，分别确定出绕过每一个迂回节点路径的两个边界节点；其中，每一个边界节点均为相应一个迂回节点左相邻或右相邻的通信节点，并位于所述主路由上；

S6、根据分别确定出的绕过每一个迂回节点路径的两个边界节点，筛选出每一条绕过相应迂回节点路径中的最短路径均为增量路由，并将所有增量路由对所述主路由进行更新，形成为所述主路由上各迂回节点失效时的冗余路由。

其中，所述步骤S2具体包括：

确定各通信节点的邻居节点；

周期性获取每一通信节点由其对应各邻居节点发送过来的信噪比值，并根据所获取到的每一通信节点由其对应各邻居节点发送过来的信噪比值，计算出各通信节点的直接可靠度值；

根据所计算出的各通信节点的邻居节点的直接可靠度值，计算出各通信节点的间接可靠度值；

根据所计算出的各通信节点的直接可靠度值及其对应的间接可靠度值，计算得到各通信节点的可靠度值。

其中，通过公式

计算出各通信节点的直接可靠度值；其中，D_k为第k个通信节点的直接可靠度值；N为第k个通信节点的邻居节点总数；ΔS_i为第k个通信节点的第i个邻居节点发送过来的信噪比值；a为邻居节点可达性，若可达取值为1或；反之取值为0；

通过公式

计算出各通信节点的直接可靠度值；其中，D_k'为第k个通信节点的间接可靠度值；D_{node_j}为第k个通信节点的第j个邻居节点的直接可靠度值；

通过公式D_k ^total＝αD_k+βD_k'，得到各通信节点的可靠度值；其中，D_k ^total为第k个通信节点的可靠度值；α为预设的直接可靠性权重，其为固定值；β为预设的间接可靠性权重，其为固定值；α+β＝1。

其中，所述S5具体包括：

获取每一个迂回节点各自在所述主路由上左右相邻的通信节点；

若所述迂回节点数目为一个，则将单个迂回节点左相邻及右相邻的通信节点设为绕过自身路径的两个边界节点；

若所述迂回节点数目至少有两个且所有迂回节点两两之间均相邻，则将所有迂回节点左相邻及右相邻的通信节点之中的非迂回节点设为绕过所有迂回节点路径的两个边界节点；

若所述迂回节点数目至少有两个且所有迂回节点两两之间均不相邻，则将每一个迂回节点左相邻及右相邻的通信节点均设为绕过自身路径的两个边界节点；

若所述迂回节点数目至少有三个，且至少一组存在有两个及以上迂回节点两两之间相邻，则将每一组中所有迂回节点左相邻及右相邻的通信节点之中的非迂回节点设为绕过该组路径的两个边界节点，并将剩余的单个迂回节点左相邻及右相邻的通信节点均设为绕过自身路径的两个边界节点。

本发明实施例还提供了一种电力线通信可靠性增量路由系统，包括：

节点获取单元，用于在预设的电力线通信网络拓扑图中，确定中心节点及其下连的所有通信节点；

节点可靠度值计算单元，用于遍历计算出各通信节点的可靠度值；

主路由获取单元，用于指定某一通信节点为目的节点，并获取所述目的节点至所述中心节点的所有路径，且进一步在所述目的节点至所述中心节点的所有路径中，确定出为最短路径的主路由；

失效通信节点确定单元，用于基于遍历计算出的各通信节点的可靠度值，对所述主路由上的所有通信节点的可靠度值进行检测，并在检测出所述主路由上存在可靠度值小于预设阈值的通信节点时，将可靠度值小于所述预设阈值的通信节点均设为迂回节点；

迂回链路边界设置单元，用于获取每一个迂回节点各自在所述主路由上左右相邻的通信节点，并对迂回节点数目及两两迂回节点之间是否相邻进行检测，且进一步根据检测情况，分别确定出绕过每一个迂回节点路径的两个边界节点；其中，每一个边界节点均为相应一个迂回节点左相邻或右相邻的通信节点，并位于所述主路由上；

迂回链路形成单元，用于根据分别确定出的绕过每一个迂回节点路径的两个边界节点，筛选出每一条绕过相应迂回节点路径中的最短路径均为增量路由，并将所有增量路由对所述主路由进行更新，形成为所述主路由上各迂回节点失效时的冗余路由。

其中，所述节点可靠度值计算单元包括：

邻居节点确定模块，用于确定各通信节点的邻居节点；

直接可靠度值计算模块，用于周期性获取每一通信节点由其对应各邻居节点发送过来的信噪比值，并根据所获取到的每一通信节点由其对应各邻居节点发送过来的信噪比值，计算出各通信节点的直接可靠度值；

间接可靠度值计算模块，用于根据所计算出的各通信节点的邻居节点的直接可靠度值，计算出各通信节点的间接可靠度值；

可靠度值最终计算模块，用于根据所计算出的各通信节点的直接可靠度值及其对应的间接可靠度值，计算得到各通信节点的可靠度值。

其中，所述各通信节点的直接可靠度值通过公式

来计算获得；其中，D_k为第k个通信节点的直接可靠度值；N为第k个通信节点的邻居节点总数；ΔS_i为第k个通信节点的第i个邻居节点发送过来的信噪比值；a为邻居节点可达性，若可达取值为1或；反之取值为0；

各通信节点的直接可靠度值通过公式

来计算获得；其中，D_k'为第k个通信节点的间接可靠度值；D_{node_j}为第k个通信节点的第j个邻居节点的直接可靠度值；

各通信节点的可靠度值通过公式D_k ^total＝αD_k+βD_k'来计算获得；其中，D_k ^total为第k个通信节点的可靠度值；α为预设的直接可靠性权重，其为固定值；β为预设的间接可靠性权重，其为固定值；α+β＝1。

其中，所述迂回链路边界设置单元包括：

迂回节点相邻节点确定模块，用于获取每一个迂回节点各自在所述主路由上左右相邻的通信节点；

第一设置迂回链路边界模块，用于若所述迂回节点数目为一个，则将单个迂回节点左相邻及右相邻的通信节点设为绕过自身路径的两个边界节点；

第二设置迂回链路边界模块，用于若所述迂回节点数目至少有两个且所有迂回节点两两之间均相邻，则将所有迂回节点左相邻及右相邻的通信节点之中的非迂回节点设为绕过所有迂回节点路径的两个边界节点；

第三设置迂回链路边界模块，用于若所述迂回节点数目至少有两个且所有迂回节点两两之间均不相邻，则将每一个迂回节点左相邻及右相邻的通信节点均设为绕过自身路径的两个边界节点；

第四设置迂回链路边界模块，用于若所述迂回节点数目至少有三个，且至少一组存在有两个及以上迂回节点两两之间相邻，则将每一组中所有迂回节点左相邻及右相邻的通信节点之中的非迂回节点设为绕过该组路径的两个边界节点，并将剩余的单个迂回节点左相邻及右相邻的通信节点均设为绕过自身路径的两个边界节点。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明将通信节点的直接可靠度值和间接可靠度值相结合来评估失效通信节点(即迂回节点)，并重新规划出绕过每一个失效通信节点(即迂回节点)路径中最短路径为增量路由，用以通过增量路由来实现主路由上通信节点或链路失效的冗余，从而解决了现有电力线载波通信路由技术所存在的网络延时问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的一些实施例，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，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明实施例提供的一种电力线通信可靠性增量路由方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种电力线通信可靠性增量路由方法的应用场景中电力线通信网络拓扑图；

图3为本发明实施例提供的一种电力线通信可靠性增量路由系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1所示，为本发明实施例中，提供的一种电力线通信可靠性增量路由方法，该方法用于电力线通信网络路由技术上，包括以下步骤：

步骤S1、在预设的电力线通信网络拓扑图中，确定中心节点及其下连的所有通信节点；

具体过程为，预先设置电力线通信网络拓扑图，且该电力线通信网络呈树形结构，即一个核心节点下连多个通信节点。因此，可通过电力线通信网络拓扑图中，确定中心节点及其下连的所有通信节点。

步骤S2、遍历计算出各通信节点的可靠度值；

具体过程为，首先确定各通信节点的邻居节点。

其次，周期性获取每一通信节点由其对应各邻居节点发送过来的信噪比值，并根据所获取到的每一通信节点由其对应各邻居节点发送过来的信噪比值，计算出各通信节点的直接可靠度值。

例如，定义节点直接可靠度：通过公式(1)，计算出各通信节点的直接可靠度值；

其中，D_k为第k个通信节点的直接可靠度值；N为第k个通信节点的邻居节点总数；ΔS_i为第k个通信节点的第i个邻居节点发送过来的信噪比值；a为邻居节点可达性，若可达取值为1或；反之取值为0。应当说明的是，邻居节点可达性可以通过该邻居节点的信噪比与预设的可用阈值进行对比来实现，如该邻居节点的信噪比≥预设的可用阈值，则a＝1；反之，a＝0。

然后，根据所计算出的各通信节点的邻居节点的直接可靠度值，计算出各通信节点的间接可靠度值。

例如，定义节点间接可靠度：通过公式(2)，计算出各通信节点的直接可靠度值

其中，D_k'为第k个通信节点的间接可靠度值；D_{node_j}为第k个通信节点的第j个邻居节点的直接可靠度值。应当说明的是，各通信节点的邻居节点其实也属于预设的电力线通信网络拓扑图中的通信节点，因此只要找出每一个通信节点的邻居节点，即可根据前面步骤计算出的直接可靠度值，得到每一个通信节点的邻居节点的直接可靠度值。

最后，根据所计算出的各通信节点的直接可靠度值及其对应的间接可靠度值，计算得到各通信节点的可靠度值。

例如，定义节点可靠度：通过公式(3)，得到各通信节点的可靠度值

D_k ^total＝αD_k+βD_k' (3)；

其中，D_k ^total为第k个通信节点的可靠度值；α为预设的直接可靠性权重，其为固定值；β为预设的间接可靠性权重，其为固定值；α+β＝1。

在一个实施例中，首先，各通信节点之间通过相互发送第一次Hello帧，获取邻居节点的信噪比值，使得每个通信节点都可以根据公式(1)，计算本节点直接可靠度值。然后，每个通信节点将其自身的直接可靠度，通过相互发送第二次Hello帧，告知邻居节点，使得每个通信节点都可以根据公式(2)和公式(3)，计算本节点的可靠度值，并将其可靠度值上报给中心节点。

步骤S3、指定某一通信节点为目的节点，并获取所述目的节点至所述中心节点的所有路径，且进一步在所述目的节点至所述中心节点的所有路径中，确定出为最短路径的主路由；

具体过程为，在所有通信节点中指定某一个为目的节点(即路由标的)，同时在电力线通信网络拓扑图中，找到该目的节点到中心节点的所有路径。然后，根据最短路径算法找到目的节点到中心节点的最优路由并作为主路由。应当说明的是，通过最短路径算法来找最短路径为本领域的常用技术手段，在此不再赘述。

步骤S4、基于遍历计算出的各通信节点的可靠度值，对所述主路由上的所有通信节点的可靠度值进行检测，并在检测出所述主路由上存在可靠度值小于预设阈值的通信节点时，将可靠度值小于所述预设阈值的通信节点均设为迂回节点；

具体过程为，根据各通信节点的可靠度值，确定出主路由上所连的各通信节点的可靠度值，然后分别判断主路由上所连的各通信节点的可靠度值是否大于等于预设阈值(如Vd)；若大于等于，则说明该通信节点正常通信；反之，若小于，则说明该通信节点失效。此时，将可靠度值小于预设阈值的通信节点均设为迂回节点，使得后续步骤能够形成绕过迂回节点链路，以实现链路冗余来避免网络重构所带来的延时。

在一个实施例中，中心节点对至目的节点的主路由R记录进行可靠性统计，使得中心节点能查找主路由R中可靠度值＜阈值Vd的通信节点并设为迂回节点，且进一步能后续统计出迂回节点及其与左右相邻节点所形成的链路Li，该链路Li即为失效链路。

步骤S5、获取每一个迂回节点各自在所述主路由上左右相邻的通信节点，并对迂回节点数目及两两迂回节点之间是否相邻进行检测，且进一步根据检测情况，分别确定出绕过每一个迂回节点路径的两个边界节点；其中，每一个边界节点均为相应一个迂回节点左相邻或右相邻的通信节点，并位于所述主路由上；

具体过程为，由于主路由上可能存在一个或多个迂回节点，且多个迂回节点之间存在间隔、部分相邻或全部相邻的情况，使得绕过这些迂回节点的路径就会多条。因此，需要具体进行分析，过程如下：

(1)获取每一个迂回节点各自在主路由上左右相邻的通信节点；

(2)对迂回节点数目及两两迂回节点之间是否相邻进行检测，并根据检测情况，分别确定出绕过每一个迂回节点路径的两个边界节点，具体为：

(a)迂回节点仅有一个的情况：若迂回节点数目为一个，则将单个迂回节点左相邻及右相邻的通信节点设为绕过自身路径的两个边界节点；

(b)迂回节点有两个及以上并且全部连排相邻分布的情况：若迂回节点数目至少有两个且所有迂回节点两两之间均相邻，则将所有迂回节点左相邻及右相邻的通信节点之中的非迂回节点设为绕过所有迂回节点路径的两个边界节点；例如，四个迂回节点全部连排在一起；

(c)迂回节点有两个及以上并且全部间隔分布的情况：若迂回节点数目至少有两个且所有迂回节点两两之间均不相邻，则将每一个迂回节点左相邻及右相邻的通信节点均设为绕过自身路径的两个边界节点；例如，四个迂回节点全部间隔设置；

(d)迂回节点有三个及以上，存在间隔和连排相邻进行混合分布的情况：若迂回节点数目至少有三个，且至少一组存在有两个及以上迂回节点两两之间相邻，则将每一组中所有迂回节点左相邻及右相邻的通信节点之中的非迂回节点设为绕过该组路径的两个边界节点，并将剩余的单个迂回节点左相邻及右相邻的通信节点均设为绕过自身路径的两个边界节点。例如，四个迂回节点之中两个连排在一起，并与另外两个全部间隔设置。

步骤S6、根据分别确定出的绕过每一个迂回节点路径的两个边界节点，筛选出每一条绕过相应迂回节点路径中的最短路径均为增量路由，并将所有增量路由对所述主路由进行更新，形成为所述主路由上各迂回节点失效时的冗余路由。

具体过程为，由于确定了绕过每一个迂回节点路径的两个边界节点，因此就可以在电力线通信网络拓扑图中，根据每一组配合的两个边界节点找到相对应的所有连接路径，进一步通过最短路径算法筛选出每一条绕过相应迂回节点路径中的最短路径并均设为增量路由。最后，将所有增量路由对主路由进行更新，形成为主路由上各迂回节点失效时的冗余路由。

应当说明的是，在数据传输时，数据可以同时在主路由及增量路由上传输。一旦主路由存在迂回节点，则数据还能继续通过增量路由进行传输，从而使得确保数据传输通道畅通无阻，从而避免网络延时。

如图2所示，对本发明实施例中的一种电力线通信可靠性增量路由方法的应用场景做进一步说明：

第一步、遍历计算出所有通信节点的可靠度值；

第二步、将通信节点Node_5指定为目的节点，通过最短路径算法找到中心节点到目的节点Node_5的主路由R＝(中心节点,Node_1,Node_2,Node_3,Node_4,Node_5)。

第三步、由于通信节点Node_3的可靠度低于预设阈值V_D，则认定通信节点Node_3为迂回节点，且由于迂回节点仅有一个，得到该失效链路L3＝(Node_2,Node_3,Node_4)。

第四步、针对失效链路L3需要再次计算一条环回路由R3，即为绕过Node_3的路径。此时，获取该迂回节点的左相邻节点Node_2和右相邻节点Node_4作为两个边界点，在图2中找到路由R3＝(Node_2,Node_6,Node_4)为最短路径，并将路由R3作为增量路由。

第五步、将增量路由R3对主路由R进行更新，得到包含冗余路由的新路由Rnew＝R∪R3，形成为最终路由。因此，当数据传输时，在通信节点Node_2处分成两路同时传输，发送到通信节点Node_4，则通信节点Node_4对两路数据包择优接收。一旦通信节点Node_3失效时，数据可以继续通过增量路由R3，发送到通信节点Node_4，使得数据畅通无阻，从而避免网络延时。

如图3所示，为本发明实施例中，提供的一种电力线通信可靠性增量路由系统，包括：

节点获取单元110，用于在预设的电力线通信网络拓扑图中，确定中心节点及其下连的所有通信节点；

节点可靠度值计算单元120，用于遍历计算出各通信节点的可靠度值；

主路由获取单元130，用于指定某一通信节点为目的节点，并获取所述目的节点至所述中心节点的所有路径，且进一步在所述目的节点至所述中心节点的所有路径中，确定出为最短路径的主路由；

失效通信节点确定单元140，用于基于遍历计算出的各通信节点的可靠度值，对所述主路由上的所有通信节点的可靠度值进行检测，并在检测出所述主路由上存在可靠度值小于预设阈值的通信节点时，将可靠度值小于所述预设阈值的通信节点均设为迂回节点；

迂回链路边界设置单元150，用于获取每一个迂回节点各自在所述主路由上左右相邻的通信节点，并对迂回节点数目及两两迂回节点之间是否相邻进行检测，且进一步根据检测情况，分别确定出绕过每一个迂回节点路径的两个边界节点；其中，每一个边界节点均为相应一个迂回节点左相邻或右相邻的通信节点，并位于所述主路由上；

迂回链路形成单元160，用于根据分别确定出的绕过每一个迂回节点路径的两个边界节点，筛选出每一条绕过相应迂回节点路径中的最短路径均为增量路由，并将所有增量路由对所述主路由进行更新，形成为所述主路由上各迂回节点失效时的冗余路由。

其中，所述节点可靠度值计算单元包括：

邻居节点确定模块，用于确定各通信节点的邻居节点；

直接可靠度值计算模块，用于周期性获取每一通信节点由其对应各邻居节点发送过来的信噪比值，并根据所获取到的每一通信节点由其对应各邻居节点发送过来的信噪比值，计算出各通信节点的直接可靠度值；

间接可靠度值计算模块，用于根据所计算出的各通信节点的邻居节点的直接可靠度值，计算出各通信节点的间接可靠度值；

可靠度值最终计算模块，用于根据所计算出的各通信节点的直接可靠度值及其对应的间接可靠度值，计算得到各通信节点的可靠度值。

其中，所述各通信节点的直接可靠度值通过公式

来计算获得；其中，D_k为第k个通信节点的直接可靠度值；N为第k个通信节点的邻居节点总数；ΔS_i为第k个通信节点的第i个邻居节点发送过来的信噪比值；a为邻居节点可达性，若可达取值为1或；反之取值为0；

各通信节点的直接可靠度值通过公式

来计算获得；其中，D_k'为第k个通信节点的间接可靠度值；D_{node_j}为第k个通信节点的第j个邻居节点的直接可靠度值；

各通信节点的可靠度值通过公式D_k ^total＝αD_k+βD_k'来计算获得；其中，D_k ^total为第k个通信节点的可靠度值；α为预设的直接可靠性权重，其为固定值；β为预设的间接可靠性权重，其为固定值；α+β＝1。

其中，所述迂回链路边界设置单元包括：

迂回节点相邻节点确定模块，用于获取每一个迂回节点各自在所述主路由上左右相邻的通信节点；

第一设置迂回链路边界模块，用于若所述迂回节点数目为一个，则将单个迂回节点左相邻及右相邻的通信节点设为绕过自身路径的两个边界节点；

第二设置迂回链路边界模块，用于若所述迂回节点数目至少有两个且所有迂回节点两两之间均相邻，则将所有迂回节点左相邻及右相邻的通信节点之中的非迂回节点设为绕过所有迂回节点路径的两个边界节点；

第三设置迂回链路边界模块，用于若所述迂回节点数目至少有两个且所有迂回节点两两之间均不相邻，则将每一个迂回节点左相邻及右相邻的通信节点均设为绕过自身路径的两个边界节点；

第四设置迂回链路边界模块，用于若所述迂回节点数目至少有三个，且至少一组存在有两个及以上迂回节点两两之间相邻，则将每一组中所有迂回节点左相邻及右相邻的通信节点之中的非迂回节点设为绕过该组路径的两个边界节点，并将剩余的单个迂回节点左相邻及右相邻的通信节点均设为绕过自身路径的两个边界节点。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明将通信节点的直接可靠度值和间接可靠度值相结合来评估失效通信节点(即迂回节点)，并重新规划出绕过每一个失效通信节点(即迂回节点)路径中最短路径为增量路由，用以通过增量路由来实现主路由上通信节点或链路失效的冗余，从而解决了现有电力线载波通信路由技术所存在的网络延时问题。

值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种电力线通信可靠性增量路由方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、在预设的电力线通信网络拓扑图中，确定中心节点及其下连的所有通信节点；

S2、遍历计算出各通信节点的可靠度值；

S3、指定某一通信节点为目的节点，并获取所述目的节点至所述中心节点的所有路径，且进一步在所述目的节点至所述中心节点的所有路径中，确定出为最短路径的主路由；

S4、基于遍历计算出的各通信节点的可靠度值，对所述主路由上的所有通信节点的可靠度值进行检测，并在检测出所述主路由上存在可靠度值小于预设阈值的通信节点时，将可靠度值小于所述预设阈值的通信节点均设为迂回节点；

S5、获取每一个迂回节点各自在所述主路由上左右相邻的通信节点，并对迂回节点数目及两两迂回节点之间是否相邻进行检测，且进一步根据检测情况，分别确定出绕过每一个迂回节点路径的两个边界节点；其中，每一个边界节点均为相应一个迂回节点左相邻或右相邻的通信节点，并位于所述主路由上；

S6、根据分别确定出的绕过每一个迂回节点路径的两个边界节点，筛选出每一条绕过相应迂回节点路径中的最短路径均为增量路由，并将所有增量路由对所述主路由进行更新，形成为所述主路由上各迂回节点失效时的冗余路由。

2.如权利要求1所述的电力线通信可靠性增量路由方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

确定各通信节点的邻居节点；

周期性获取每一通信节点由其对应各邻居节点发送过来的信噪比值，并根据所获取到的每一通信节点由其对应各邻居节点发送过来的信噪比值，计算出各通信节点的直接可靠度值；

根据所计算出的各通信节点的邻居节点的直接可靠度值，计算出各通信节点的间接可靠度值；

根据所计算出的各通信节点的直接可靠度值及其对应的间接可靠度值，计算得到各通信节点的可靠度值。

3.如权利要求2所述的电力线通信可靠性增量路由方法，其特征在于，通过公式

计算出各通信节点的直接可靠度值；其中，D_k为第k个通信节点的直接可靠度值；N为第k个通信节点的邻居节点总数；ΔS_i为第k个通信节点的第i个邻居节点发送过来的信噪比值；a为邻居节点可达性，若可达取值为1或；反之取值为0；

通过公式

计算出各通信节点的直接可靠度值；其中，D_k'为第k个通信节点的间接可靠度值；D_{node_j}为第k个通信节点的第j个邻居节点的直接可靠度值；

通过公式D_k ^total＝αD_k+βD_k'，得到各通信节点的可靠度值；其中，D_k ^total为第k个通信节点的可靠度值；α为预设的直接可靠性权重，其为固定值；β为预设的间接可靠性权重，其为固定值；α+β＝1。

4.如权利要求1所述的电力线通信可靠性增量路由方法，其特征在于，所述S5具体包括：

获取每一个迂回节点各自在所述主路由上左右相邻的通信节点；

若所述迂回节点数目为一个，则将单个迂回节点左相邻及右相邻的通信节点设为绕过自身路径的两个边界节点；

若所述迂回节点数目至少有两个且所有迂回节点两两之间均相邻，则将所有迂回节点左相邻及右相邻的通信节点之中的非迂回节点设为绕过所有迂回节点路径的两个边界节点；

若所述迂回节点数目至少有两个且所有迂回节点两两之间均不相邻，则将每一个迂回节点左相邻及右相邻的通信节点均设为绕过自身路径的两个边界节点；

若所述迂回节点数目至少有三个，且至少一组存在有两个及以上迂回节点两两之间相邻，则将每一组中所有迂回节点左相邻及右相邻的通信节点之中的非迂回节点设为绕过该组路径的两个边界节点，并将剩余的单个迂回节点左相邻及右相邻的通信节点均设为绕过自身路径的两个边界节点。

5.一种电力线通信可靠性增量路由系统，其特征在于，包括：

节点获取单元，用于在预设的电力线通信网络拓扑图中，确定中心节点及其下连的所有通信节点；

节点可靠度值计算单元，用于遍历计算出各通信节点的可靠度值；

主路由获取单元，用于指定某一通信节点为目的节点，并获取所述目的节点至所述中心节点的所有路径，且进一步在所述目的节点至所述中心节点的所有路径中，确定出为最短路径的主路由；

失效通信节点确定单元，用于基于遍历计算出的各通信节点的可靠度值，对所述主路由上的所有通信节点的可靠度值进行检测，并在检测出所述主路由上存在可靠度值小于预设阈值的通信节点时，将可靠度值小于所述预设阈值的通信节点均设为迂回节点；

迂回链路边界设置单元，用于获取每一个迂回节点各自在所述主路由上左右相邻的通信节点，并对迂回节点数目及两两迂回节点之间是否相邻进行检测，且进一步根据检测情况，分别确定出绕过每一个迂回节点路径的两个边界节点；其中，每一个边界节点均为相应一个迂回节点左相邻或右相邻的通信节点，并位于所述主路由上；

迂回链路形成单元，用于根据分别确定出的绕过每一个迂回节点路径的两个边界节点，筛选出每一条绕过相应迂回节点路径中的最短路径均为增量路由，并将所有增量路由对所述主路由进行更新，形成为所述主路由上各迂回节点失效时的冗余路由。

6.如权利要求5所述的电力线通信可靠性增量路由系统，其特征在于，所述节点可靠度值计算单元包括：

邻居节点确定模块，用于确定各通信节点的邻居节点；

直接可靠度值计算模块，用于周期性获取每一通信节点由其对应各邻居节点发送过来的信噪比值，并根据所获取到的每一通信节点由其对应各邻居节点发送过来的信噪比值，计算出各通信节点的直接可靠度值；

间接可靠度值计算模块，用于根据所计算出的各通信节点的邻居节点的直接可靠度值，计算出各通信节点的间接可靠度值；

可靠度值最终计算模块，用于根据所计算出的各通信节点的直接可靠度值及其对应的间接可靠度值，计算得到各通信节点的可靠度值。

7.如权利要求6所述的电力线通信可靠性增量路由系统，其特征在于，所述各通信节点的直接可靠度值通过公式

来计算获得；其中，D_k为第k个通信节点的直接可靠度值；N为第k个通信节点的邻居节点总数；ΔS_i为第k个通信节点的第i个邻居节点发送过来的信噪比值；a为邻居节点可达性，若可达取值为1或；反之取值为0；

各通信节点的直接可靠度值通过公式

来计算获得；其中，D_k'为第k个通信节点的间接可靠度值；D_{node_j}为第k个通信节点的第j个邻居节点的直接可靠度值；

各通信节点的可靠度值通过公式D_k ^total＝αD_k+βD_k'来计算获得；其中，D_k ^total为第k个通信节点的可靠度值；α为预设的直接可靠性权重，其为固定值；β为预设的间接可靠性权重，其为固定值；α+β＝1。

8.如权利要求5所述的电力线通信可靠性增量路由系统，其特征在于，所述迂回链路边界设置单元包括：

迂回节点相邻节点确定模块，用于获取每一个迂回节点各自在所述主路由上左右相邻的通信节点；

第一设置迂回链路边界模块，用于若所述迂回节点数目为一个，则将单个迂回节点左相邻及右相邻的通信节点设为绕过自身路径的两个边界节点；

第二设置迂回链路边界模块，用于若所述迂回节点数目至少有两个且所有迂回节点两两之间均相邻，则将所有迂回节点左相邻及右相邻的通信节点之中的非迂回节点设为绕过所有迂回节点路径的两个边界节点；

第三设置迂回链路边界模块，用于若所述迂回节点数目至少有两个且所有迂回节点两两之间均不相邻，则将每一个迂回节点左相邻及右相邻的通信节点均设为绕过自身路径的两个边界节点；

第四设置迂回链路边界模块，用于若所述迂回节点数目至少有三个，且至少一组存在有两个及以上迂回节点两两之间相邻，则将每一组中所有迂回节点左相邻及右相邻的通信节点之中的非迂回节点设为绕过该组路径的两个边界节点，并将剩余的单个迂回节点左相邻及右相邻的通信节点均设为绕过自身路径的两个边界节点。

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