CN112787688A - 一种组播树节点通信方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种组播树节点通信方法及装置，方法包括：基于最短路径原则，以源节点为初始生长节点构建组播树；使组播树中任意第一通信节点和第二通信节点以候选频率在预置时间间隙下进行信息发收操作，使得两个通信节点建立时间同步；在时间同步的情况下，根据第一通信节点和第二通信节点各自接收信息的信噪比确定两个通信节点的最佳通信频率，最佳通信频率包括第一通信节点的正向发送频率和第二通信节点的反向发送频率；在两个通信节点之间通过最佳通信频率进行频率轮询校验，并在校验通过后根据预置ACK确认信息建立第一通信节点与第二通信节点之间的双向通信连接，实现双向通信。解决了现有组播树的通信能力较弱，且稳定性较差的技术问题。

Description

一种组播树节点通信方法及装置

技术领域

本申请涉及电力通信技术领域，尤其涉及一种组播树节点通信方法及装置。

背景技术

电力线载波通信是利用现有的电力线，通过载波的方式将模拟信号或者数字信号进行高速传递的技术，这种通信方式具有高度的可靠性和经济性，但是由于受到配电变压器对电力载波信号的阻隔影响，三相电力线间的信号损失以及电力线本身的脉冲扰等因素的影响，使信号在传输的过程中易受到干扰，所以在传输的方式大多采用单相电力线上进行

但是单相电力线上的组播树中常常出现一个通信节点可以给另一个通信节点发送信息，节点的反馈信息却无法成功发回的情况，导致信息传递无法及时送达；且电力通信组播树的通信稳定性较差。

发明内容

本申请提供了一种组播树节点通信方法及装置，用于解决现有组播树的通信能力较弱，且稳定性较差的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种组播树节点通信方法，包括：

基于最短路径原则，以源节点为初始生长节点构建组播树；

使所述组播树中任意第一通信节点和第二通信节点以候选频率在预置时间间隙下进行信息发收操作，使得两个通信节点建立时间同步；

在时间同步的情况下，根据所述第一通信节点和所述第二通信节点各自接收信息的信噪比确定两个通信节点的最佳通信频率，所述最佳通信频率包括所述第一通信节点的正向发送频率和所述第二通信节点的反向发送频率；

在所述第一通信节点和所述第二通信节点之间通过所述最佳通信频率进行频率轮询校验，并在校验通过后根据预置ACK确认信息建立所述第一通信节点与所述第二通信节点之间的双向通信连接，实现双向通信。

优选地，所述基于最短路径原则，以源节点为初始生长节点构建组播树，之前还包括：

响应于服务器的控制指令，通过源节点向代理协调器发送组播加入请求指令，并接收所述代理协调器发送的组播协议报文信息，所述组播协议报文信息包括类型信息、频率信息、接收时间间隔信息和流量数据信息。

优选地，所述基于最短路径原则，以源节点为初始生长节点构建组播树，之前还包括：

通过所述源节点根据所述组播协议报文信息验证组播链路是否出现故障。

优选地，所述使所述组播树中任意第一通信节点和第二通信节点以候选频率在预置时间间隙下进行信息发收操作，使得两个通信节点建立时间同步，包括：

S1：通过所述第一通信节点采用所述候选频率以第一预置时间间隙发送目标信息；

S2：通过所述第二通信节点采用所述候选频率以第二预置时间间隙接收所述目标信息；

S3：重复步骤S1-S2，直至所述第一通信节点的发送与所述第二通信节点的接收达到时间同步；

其中，所述预置时间间隙包括所述第一预置时间间隙和所述第二预置时间间隙，所述第二预置时间间隙是所述第一预置时间间隙的预置倍。

优选地，所述在时间同步的情况下，根据所述第一通信节点和所述第二通信节点各自接收信息的信噪比确定两个通信节点的最佳通信频率，包括：

在时间同步的情况下，所述第一通信节点接收来自于所述第二通信节点采用所述候选频率根据所述第一预置时间间隙发送的反馈信息；

分别获取所述第一通信节点和所述第二通信节点接收信息的第一信噪比和第二信噪比；

分别根据所述第一信噪比和所述第二信噪比确定所述第一通信节点的正向发送频率和所述第二通信节点的反向发送频率。

本申请第二方面提供了一种组播树节点通信装置，包括：

组播树构建模块，用于基于最短路径原则，以源节点为初始生长节点构建组播树；

时间同步模块，用于使所述组播树中任意第一通信节点和第二通信节点以候选频率在预置时间间隙下进行信息发收操作，使得两个通信节点建立时间同步；

频率确定模块，用于在时间同步的情况下，根据所述第一通信节点和所述第二通信节点各自接收信息的信噪比确定两个通信节点的最佳通信频率，所述最佳通信频率包括所述第一通信节点的正向发送频率和所述第二通信节点的反向发送频率；

建立通信模块，用于在所述第一通信节点和所述第二通信节点之间通过所述最佳通信频率进行频率轮询校验，并在校验通过后根据预置ACK确认信息建立所述第一通信节点与所述第二通信节点之间的双向通信连接，实现双向通信。

优选地，还包括：

准备模块，用于响应于服务器的控制指令，通过源节点向代理协调器发送组播加入请求指令，并接收所述代理协调器发送的组播协议报文信息，所述组播协议报文信息包括类型信息、频率信息、接收时间间隔信息和流量数据信息。

优选地，还包括：

验证模块，用于通过所述源节点根据所述组播协议报文信息验证组播链路是否出现故障。

优选地，所述时间同步模块，包括：

发送子模块，用于通过所述第一通信节点采用所述候选频率以第一预置时间间隙发送目标信息；

接收子模块，用于通过所述第二通信节点采用所述候选频率以第二预置时间间隙接收所述目标信息；

循环同步子模块，用于触发所述发送子模块，直至所述第一通信节点的发送与所述第二通信节点的接收达到时间同步；

其中，所述预置时间间隙包括所述第一预置时间间隙和所述第二预置时间间隙，所述第二预置时间间隙是所述第一预置时间间隙的预置倍。

优选地，所述频率确定模块，具体用于：

在时间同步的情况下，所述第一通信节点接收来自于所述第二通信节点采用所述候选频率根据所述第一预置时间间隙发送的反馈信息；

分别获取所述第一通信节点和所述第二通信节点接收信息的第一信噪比和第二信噪比；

分别根据所述第一信噪比和所述第二信噪比确定所述第一通信节点的正向发送频率和所述第二通信节点的反向发送频率。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请中，提供了一种组播树节点通信方法，包括：基于最短路径原则，以源节点为初始生长节点构建组播树；使组播树中任意第一通信节点和第二通信节点以候选频率在预置时间间隙下进行信息发收操作，使得两个通信节点建立时间同步；在时间同步的情况下，根据第一通信节点和第二通信节点各自接收信息的信噪比确定两个通信节点的最佳通信频率，最佳通信频率包括第一通信节点的正向发送频率和第二通信节点的反向发送频率；在第一通信节点和第二通信节点之间通过最佳通信频率进行频率轮询校验，并在校验通过后根据预置ACK确认信息建立第一通信节点与第二通信节点之间的双向通信连接，实现双向通信。

本申请提供的一种组播树节点通信方法，根据半双工通信原理对组播树中的两个通信节点的发收操作进行时间同步处理，然后通过信噪比的方式选出最佳通信频率，采用最佳通信频率进行双向的频率问询校验，最终通过预置ACK确认信息确定两个通信节点之间的通信连接，建立了组播树中两个通信节点中的双向通信关系，增强了节点的发收性能，从而提高了组播树通信的稳定性。因此，本申请能够解决现有组播树的通信能力较弱，且稳定性较差的技术问题。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种组播树节点通信方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种组播树节点通信装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术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，都属于本申请保护的范围。

为了便于理解，请参阅图1，本申请提供的一种组播树节点通信方法的实施例一，包括：

步骤101、基于最短路径原则，以源节点为初始生长节点构建组播树。

组播的初衷是在IP网络中，以“尽力而为”的形式发送信息到某个目标组，这个目标组称为组播组，这样在有源主机向多点目标主机发送信息需求时，源主机只发送一份数据，数据的目的地址是组播组地址，这样，凡是属于该组的成员，都可以接收到一份原主机发送的数据的拷贝，此组播方式下，只有真正存在信息需求的成员会收到信息，其他主机不会收到。因此组播方式解决了单播情况下数据的重复拷贝及带宽的重复占用问题，同时也解决了广播方式下带宽资源的浪费问题。

最短路径原则是在已知起始节点，求最短路径，本实施例中即为源节点或者当前节点与目标节点的最短路径。构建组播树的过程即为不断将节点加入加入组播树路径中的过程，直至所有的节点都包含在组播树中即完成组播树的构建；源节点即为组播树的根节点。

进一步地，步骤101，之前还包括：

响应于服务器的控制指令，通过源节点向代理协调器发送组播加入请求指令，并接收代理协调器发送的组播协议报文信息，组播协议报文信息包括类型信息、频率信息、接收时间间隔信息和流量数据信息。

源节点在构建组播树之前还需要做一些准备工作，在源节点接收到服务器的控制指令时，可以向代理协调器发送组播加入请求指令，代理协调器根据请求指令将组播协议报文相关信息发送给源节点作为组播树构建的基础。

进一步地，步骤101，之前还包括：

通过源节点根据组播协议报文信息验证组播链路是否出现故障。

除了相关信息的获取准备，还需要判断组播链路是否是正常状态，具体的需要获取组播协议报文信息中的流量数据信息，然后根据流量数据信息判断组播链路是否正常，判断准则是源节点的组播业务流的流量数据是否大于0，若是则说明组播链路正常，若否，则说明组播链路故障，无法生成组播树。

以上信息获取和故障验证都是构建组播树之前需要完成的工作。

步骤102、使组播树中任意第一通信节点和第二通信节点以候选频率在预置时间间隙下进行信息发收操作，使得两个通信节点建立时间同步。

第一通信节点与第二通信节点可以分别看作是本次操作过程的源节点和目标节点；候选频率是根据实际通信情况设置的在一定频率范围内的多不同参考频率；预置时间间隙是节点发送和接收信息的时间间隔，不同的节点的发收时间间隙可以是相同的，也可以是不同的，具体根据节点通信特点而定。

在本申请实施例中，采用的是半双工通信方式，因此，信息的发送和接收不能同步进行，所以第一通信节点和第二通信节点的时间间隙设置的并不相同，通过多个发送和接收的循环操作从而达到时间同步，协调节点信息发收时间。

进一步地，步骤102，包括：

1021：通过第一通信节点采用候选频率以第一预置时间间隙发送目标信息；

1022：通过第二通信节点采用候选频率以第二预置时间间隙接收目标信息；

1023：重复步骤1021-1022，直至第一通信节点的发送与第二通信节点的接收达到时间同步；

其中，预置时间间隙包括第一预置时间间隙和第二预置时间间隙，第二预置时间间隙是第一预置时间间隙的预置倍。

时间同步过程实则就是第一通信节点不断向第二通信节点发送信息的过程，但是二者的发收时间间隔并不一致，第二预置时间间隙是第一时间间隙的预置倍，也就是在第一通信节点才预置倍第一预置时间间隙后发送的目标信息才能被第二通信节点接收到，在第二通信节点接收到目标信息的时候即可以完成时间同步。举例说明，第一预置时间间隙为t，预置倍数设置为5，那么第二预置时间间隙为5t，根据预置时间间隙进行发收操作即可。

步骤103、在时间同步的情况下，根据第一通信节点和第二通信节点各自接收信息的信噪比确定两个通信节点的最佳通信频率，最佳通信频率包括第一通信节点的正向发送频率和第二通信节点的反向发送频率。

在时间同步后，第一通信节点和第二通信节点都能够接收到以候选频率发送的信息，又由于存在多个候选频率的测试，所以两个通信节点都可以分别获取获取到多个信噪比，选择信噪比较大的对应的候选频率作为最佳通信频率即可，也就是选出第一通信节点最优的正向发送频率和第二通信节点最优的反向发送频率。

进一步地，步骤103，包括：

在时间同步的情况下，第一通信节点接收来自于第二通信节点采用候选频率根据第一预置时间间隙发送的反馈信息；

分别获取第一通信节点和第二通信节点接收信息的第一信噪比和第二信噪比；

分别根据第一信噪比和第二信噪比确定第一通信节点的正向发送频率和第二通信节点的反向发送频率。

具体的，在时间同步后，第二通信节点以第一预置时间间隙形成的时间周期进行信息的发送，也就是与第一通信节点的循环发送周期相同，但是由于两个通信节点是发收关系，所以第二通信节点的时间间隙顺序是与第一通信节点相反的。

不同的候选频率可以得到不同的信噪比，因此第一信噪比和第二信噪比均为多个元素构成的数列。信噪比越高，通信质量越好，因此，针对不同的通信节点对比各自对应的信噪比大小，选取最大信噪比对应的候选频率作为最佳通信频率。

步骤104、在第一通信节点和第二通信节点之间通过最佳通信频率进行频率轮询校验，并在校验通过后根据预置ACK确认信息建立第一通信节点与第二通信节点之间的双向通信连接，实现双向通信。

轮询校验实质就是两个通信节点之间互发接收到的信息中的频率信号的过程，首先是第二通信节点将携带从第一通信节点到第二通信节点的正向发送频率发送至第一通信节点，使得第一通信节点根据接收的频率信号在下一个时间间隙t内将第二通信节点到第一通信节点的反向发送频率发送至第二通信节点，在第二通信节点接收到信号后发送预置ACK确认信息至第一通信节点，至此两个通信节点之间就建立了可靠的双向通信连接，可以实现双向通信。

本申请实施例提供的一种组播树节点通信方法，根据半双工通信原理对组播树中的两个通信节点的发收操作进行时间同步处理，然后通过信噪比的方式选出最佳通信频率，采用最佳通信频率进行双向的频率问询校验，最终通过预置ACK确认信息确定两个通信节点之间的通信连接，建立了组播树中两个通信节点中的双向通信关系，增强了节点的发收性能，从而提高了组播树通信的稳定性。因此，本申请实施例能够解决现有组播树的通信能力较弱，且稳定性较差的技术问题。

以上为本申请提供的一种组播树节点通信方法的一个实施例，以下为本申请提供的一种组播树节点通信装置的一个实施例。

为了便于理解，请参阅图2，本申请提供了一种组播树节点通信装置的实施例，包括：

组播树构建模块201，用于基于最短路径原则，以源节点为初始生长节点构建组播树；

时间同步模块202，用于使组播树中任意第一通信节点和第二通信节点以候选频率在预置时间间隙下进行信息发收操作，使得两个通信节点建立时间同步；

频率确定模块203，用于在时间同步的情况下，根据第一通信节点和第二通信节点各自接收信息的信噪比确定两个通信节点的最佳通信频率，最佳通信频率包括第一通信节点的正向发送频率和第二通信节点的反向发送频率；

建立通信模块204，用于在第一通信节点和第二通信节点之间通过最佳通信频率进行频率轮询校验，并在校验通过后根据预置ACK确认信息建立第一通信节点与第二通信节点之间的双向通信连接，实现双向通信。

进一步地，还包括：

准备模块205，用于响应于服务器的控制指令，通过源节点向代理协调器发送组播加入请求指令，并接收代理协调器发送的组播协议报文信息，组播协议报文信息包括类型信息、频率信息、接收时间间隔信息和流量数据信息。

进一步地，还包括：

验证模块206，用于通过源节点根据组播协议报文信息验证组播链路是否出现故障。

进一步地，时间同步模块202，包括：

发送子模块2021，用于通过第一通信节点采用候选频率以第一预置时间间隙发送目标信息；

接收子模块2022，用于通过第二通信节点采用候选频率以第二预置时间间隙接收目标信息；

循环同步子模块2023，用于触发发送子模块，直至第一通信节点的发送与第二通信节点的接收达到时间同步；

其中，预置时间间隙包括第一预置时间间隙和第二预置时间间隙，第二预置时间间隙是第一预置时间间隙的预置倍。

进一步地，频率确定模块2023，具体用于：

在时间同步的情况下，第一通信节点接收来自于第二通信节点采用候选频率根据第一预置时间间隙发送的反馈信息；

分别获取第一通信节点和第二通信节点接收信息的第一信噪比和第二信噪比；

分别根据第一信噪比和第二信噪比确定第一通信节点的正向发送频率和第二通信节点的反向发送频率。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以通过一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种组播树节点通信方法，其特征在于，包括：

基于最短路径原则，以源节点为初始生长节点构建组播树；

使所述组播树中任意第一通信节点和第二通信节点以候选频率在预置时间间隙下进行信息发收操作，使得两个通信节点建立时间同步；

在时间同步的情况下，根据所述第一通信节点和所述第二通信节点各自接收信息的信噪比确定两个通信节点的最佳通信频率，所述最佳通信频率包括所述第一通信节点的正向发送频率和所述第二通信节点的反向发送频率；

在所述第一通信节点和所述第二通信节点之间通过所述最佳通信频率进行频率轮询校验，并在校验通过后根据预置ACK确认信息建立所述第一通信节点与所述第二通信节点之间的双向通信连接，实现双向通信。

2.根据权利要求1所述的组播树节点通信方法，其特征在于，所述基于最短路径原则，以源节点为初始生长节点构建组播树，之前还包括：

响应于服务器的控制指令，通过源节点向代理协调器发送组播加入请求指令，并接收所述代理协调器发送的组播协议报文信息，所述组播协议报文信息包括类型信息、频率信息、接收时间间隔信息和流量数据信息。

3.根据权利要求2所述的组播树节点通信方法，其特征在于，所述基于最短路径原则，以源节点为初始生长节点构建组播树，之前还包括：

通过所述源节点根据所述组播协议报文信息验证组播链路是否出现故障。

4.根据权利要求1所述的组播树节点通信方法，其特征在于，所述使所述组播树中任意第一通信节点和第二通信节点以候选频率在预置时间间隙下进行信息发收操作，使得两个通信节点建立时间同步，包括：

S1：通过所述第一通信节点采用所述候选频率以第一预置时间间隙发送目标信息；

S2：通过所述第二通信节点采用所述候选频率以第二预置时间间隙接收所述目标信息；

S3：重复步骤S1-S2，直至所述第一通信节点的发送与所述第二通信节点的接收达到时间同步；

其中，所述预置时间间隙包括所述第一预置时间间隙和所述第二预置时间间隙，所述第二预置时间间隙是所述第一预置时间间隙的预置倍。

5.根据权利要求4所述的组播树节点通信方法，其特征在于，所述在时间同步的情况下，根据所述第一通信节点和所述第二通信节点各自接收信息的信噪比确定两个通信节点的最佳通信频率，包括：

在时间同步的情况下，所述第一通信节点接收来自于所述第二通信节点采用所述候选频率根据所述第一预置时间间隙发送的反馈信息；

分别获取所述第一通信节点和所述第二通信节点接收信息的第一信噪比和第二信噪比；

分别根据所述第一信噪比和所述第二信噪比确定所述第一通信节点的正向发送频率和所述第二通信节点的反向发送频率。

6.一种组播树节点通信装置，其特征在于，包括：

组播树构建模块，用于基于最短路径原则，以源节点为初始生长节点构建组播树；

时间同步模块，用于使所述组播树中任意第一通信节点和第二通信节点以候选频率在预置时间间隙下进行信息发收操作，使得两个通信节点建立时间同步；

频率确定模块，用于在时间同步的情况下，根据所述第一通信节点和所述第二通信节点各自接收信息的信噪比确定两个通信节点的最佳通信频率，所述最佳通信频率包括所述第一通信节点的正向发送频率和所述第二通信节点的反向发送频率；

建立通信模块，用于在所述第一通信节点和所述第二通信节点之间通过所述最佳通信频率进行频率轮询校验，并在校验通过后根据预置ACK确认信息建立所述第一通信节点与所述第二通信节点之间的双向通信连接，实现双向通信。

7.根据权利要求6所述的组播树节点通信装置，其特征在于，还包括：

准备模块，用于响应于服务器的控制指令，通过源节点向代理协调器发送组播加入请求指令，并接收所述代理协调器发送的组播协议报文信息，所述组播协议报文信息包括类型信息、频率信息、接收时间间隔信息和流量数据信息。

8.根据权利要求7所述的组播树节点通信装置，其特征在于，还包括：

验证模块，用于通过所述源节点根据所述组播协议报文信息验证组播链路是否出现故障。

9.根据权利要求6所述的组播树节点通信装置，其特征在于，所述时间同步模块，包括：

发送子模块，用于通过所述第一通信节点采用所述候选频率以第一预置时间间隙发送目标信息；

接收子模块，用于通过所述第二通信节点采用所述候选频率以第二预置时间间隙接收所述目标信息；

循环同步子模块，用于触发所述发送子模块，直至所述第一通信节点的发送与所述第二通信节点的接收达到时间同步；

其中，所述预置时间间隙包括所述第一预置时间间隙和所述第二预置时间间隙，所述第二预置时间间隙是所述第一预置时间间隙的预置倍。

10.根据权利要求9所述的组播树节点通信装置，其特征在于，所述频率确定模块，具体用于：

在时间同步的情况下，所述第一通信节点接收来自于所述第二通信节点采用所述候选频率根据所述第一预置时间间隙发送的反馈信息；

分别获取所述第一通信节点和所述第二通信节点接收信息的第一信噪比和第二信噪比；

分别根据所述第一信噪比和所述第二信噪比确定所述第一通信节点的正向发送频率和所述第二通信节点的反向发送频率。

Images