CN116319542B - 一种电力线通信路由的组合方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电力线通信路由的组合方法及装置，包括：对电力线通信业务中的新能源通信节点进行分组以确定节点集合；所述节点集合中包括多个第一通信节点；从预先配置的初始路由表中确定所述节点集合所对应的第一路由路径；对所述节点集合所对应的第一路由路径进行路由组合处理，确定所述节点集合对应的组合路由表，本发明定义了分布式新能源接入的电力线通信路径可靠性模型，电力线通信网络系统可根据业务需要，进行灵活的路由编排，形成按需路由机制，通过该方法，可以保证PLC网络为分布式新能源接入业务提供可靠传输和交互支持。
Description
技术领域
本申请涉及电力通信技术领域，具体而言，涉及一种电力线通信路由的组合方法及装置。
背景技术
高速电力线载波（简称HPLC）是目前国内电力通信系统建设的主要通信方式之一，在新能源接入本地通信网中，利用电力线载波通信主要完成分布式新能源节点到本地智能融合终端之间的通信，完成新能源数据采集和交易等功能应用。
大量分布式电源、储能设备的接入，会导致PLC通信环境更加恶劣。在此情况下，PLC的中继路由性能更加重要。目前电力线载波通信的上行数据传输大多采用逐跳逐级中继转发的方式。根据具体路由方法，高速电力线载波通信模块将路由表与CSMA/CA等信道接入控制方法相结合，以逐跳路由的方式进行数据的上行传输，根据网络的情况自动进行路由。由于载波信道的恶劣性，丢包率不可避免，并造成数据包的反复重传，使得通信链路资源的利用效率低下，并且信道争用导致大量冲突和碰撞，严重降低数据的传输效率，难以保证通信可靠性。
发明内容
本发明提供一种电力线通信路由的组合方法及装置，可以保证PLC网络为分布式新能源接入业务提供可靠传输和交互支持。
第一方面，本发明提供一种电力线通信路由的组合方法，包括：
对电力线通信业务中的新能源通信节点进行分组以确定节点集合；所述节点集合中包括多个第一通信节点；
从预先配置的初始路由表中确定所述节点集合所对应的第一路由路径；
对所述节点集合所对应的第一路由路径进行路由组合处理，确定所述节点集合对应的组合路由表。
优选地，还包括：
确定任意两个所述新能源通信节点之间链路的第一可靠性因子；
以所述第一可靠性因子为权重，确定每个新能源通信节点的初始路由表。
优选地，所述确定任意两个所述新能源通信节点之间链路的第一可靠性因子包括：
确定任意两个新能源通信节点之间的直接可靠性和间接可靠性；
根据所述直接可靠性和所述间接可靠性确定所述第一可靠性因子。
优选地，所述以所述第一可靠性因子为权重，确定每个新能源通信节点的初始路由表包括：
以所述第一可靠性因子为权重，通过Dijkstra算法计算确定每个新能源通信节点的第二路由路径；
根据所述第二路由路径确定所述初始路由表。
优选地，还包括：
确定所述每个新能源通信节点的第二路由路径的第二可靠性因子；
则所述根据所述第二路由路径确定所述初始路由表包括，根据所述第二路由路径和所述第二路由路径的第二可靠性因子确定所述初始路由表。
优选地，所述对所述第一路由路径进行路由组合处理，确定组合路由表，包括：
计算任意两条所述第一路由路径存在交集，从所述第一路由路径中确定主干路径和支线路径，将所述支线路径向所述主干路径进行归并处理，形成组合路由表。
优选地，所述对所述第一路由路径进行路由组合处理，确定组合路由表，包括：
计算任意两条所述第一路由路径不存在交集，对各所述第一路由路径进行编排处理，以确定组合路由表。
第二方面，本发明提供一种电力线通信路由的组合装置，包括：
分组模块：用于对电力线通信业务中的新能源通信节点进行分组以确定节点集合；
路由路径确定模块：用于从预先配置的初始路由表中确定所述节点集合所对应的第一路由路径；
计算模块：用于对所述节点集合所对应的第一路由路径进行路由组合处理，确定所述节点集合对应的组合路由表。
第三方面，本发明提供了一种可读介质，包括执行指令，当电子设备的处理器执行所述执行指令时，所述电子设备执行如第一方面中任一所述的方法。
第四方面，本发明提供了一种电子设备，包括处理器以及存储有执行指令的存储器，当所述处理器执行所述存储器存储的所述执行指令时，所述处理器执行如第一方面中任一所述的方法。
本发明提供了一种电力线通信路由的组合方法及装置，定义了分布式新能源接入的电力线通信路径可靠性模型，智能融合终端作为分布式能源接入的通信网络中心节点，为每个新能源通信节点计算其节点可靠性，并分别计算一条端到端的第二路由路径。各新能源通信节点根据任务需要，可灵活分组；电力线通信网络系统可根据业务需要，进行灵活的路由编排，形成按需路由机制；智能融合终端对每个组内新能源通信节点的第一路由路径，根据链路相关性，计算路径可靠性，并进行路由归并，最后构成树形拓扑路由；通过该方法，可以保证PLC网络为分布式新能源接入业务提供可靠传输和交互支持。
上述的非惯用的优选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有的技术方案，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中记载的一些实施例，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。
图1为本发明一实施例提供的一种电力线通信路由的组合方法示意图；
图2为本发明一实施例提供的另一种电力线通信路由的组合方法示意图；
图3为本发明一实施例提供的一种电力线通信路由的组合装置示意图；
图4为本发明一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
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，下面将结合具体实施例及相应的附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
分布式新能源是一种建在用户端的能源供应方式，可独立运行，也可并网运行，是以资源、环境效益最大化确定方式和容量的系统，将用户多种能源需求，以及资源配置状况进行系统整合优化，采用需求应对式设计和模块化配置的新型能源系统，是相对于集中供能的分散式供能方式。分布式新能源依赖于最先进的信息技术，采用智能化监控、网络化群控和远程遥控技术，实现现场无人值守。同时，也依赖于未来以能源服务公司为主体的能源社会化服务体系，实现运行管理的专业化，以保障各能源系统的安全可靠运行。
而实现分布式新能源系统安全可靠运行需要接入电力线，通过电力线通信技术实现各个信号的传递。电力线通信技术（Power Line Communication）简称PLC，是指利用电力线传输数据和话音信号的一种通信方式。
在大量分布式电源、储能设备的接入下，会导致PLC通信环境更加恶劣。在此情况下，PLC的中继路由性能更加重要。它能够将网络互相连接起来，形成一个中继系统实现多个设备的信息传递。
但目前电力线载波通信上行数据传输大多采用逐跳逐级中继转发的方式。根据具体路由方法，高速电力线载波通信模块将路由表与CSMA/CA等信道接入控制方法相结合，以逐跳路由的方式进行数据的上行传输，根据网络的情况自动进行路由。
由于载波信道得恶劣性，导致这种方式造成数据包的反复重传，使得通信链路资源的利用效率低下，并且信道争用，导致新能源通信节点之间出现大量冲突和碰撞，严重降低数据的传输效率，难以保证通信可靠性。
因此，如何实现路由数据高效、可靠的传输，也就是将通信链路中的可靠的资源有效的利用起来，对分布式新能源接入的电力线通信至关重要。
有鉴于此，本发明提供一种电力线通信路由的组合方法。参见图1所示，为本发明提供的一种电力线通信路由的组合方法的具体实施例。本实施例中，所述方法包括：
步骤101、对电力线通信业务中的新能源通信节点进行分组以确定节点集合；
新能源通信节点具体可以是：光伏并网开关节点、储能控制器节点等，其中，一个节点集合中包括多个第一通信节点，第一通信节点为根据电力线通信业务模式，将同一种业务模式的电力线通信业务涉及任意个相关的新能源通信节点划分为同一个组，形成节点集合，同一个组里的新能源通信节点即为第一通信节点。
因为不同业务模式场景中，节点对通信可靠性、实时性等要求不同，因此，确定节点集合后，同一个节点集合内的新能源通信节点可靠性、实时性一致，能够提升传输效率。
这里的将同一种业务模式的电力线通信业务涉及任意个相关的新能源通信节点划分为同一个组可以具体为：同一个业务可能涉及多个新能源通信节点联动，故可把相关系能源通信节点划分为同一个组，根据业务需要，可按照新能源类型对新能源通信节点进行分组，也可按照新能源通信节点与储能节点的联动关系进行分组，或者按照地理位置对新能源通信节点进行分组。
步骤102、从预先配置的初始路由表中确定所述节点集合所对应的第一路由路径；
在进行路由组合的过程之前，有一个路由组合的初始化过程，也就是说，需要预先配置初始路由表，配置初始路由表的确定过程如下：
先确定任意两个新能源通信节点之间链路的第一可靠性因子，以第一可靠性因子为权重，确定每个新能源通信节点的初始路由表，第一可靠性因子代表着任意两个新能源通信节点之间即链路的可靠性，第一可靠性因子通过确定任意两个新能源通信节点之间的直接可靠性和间接可靠性来计算，直接可靠性为相邻两个新能源节点的可靠性能指标，例如相邻的新能源通信节点x和新能源通信节点y之间链路的直接可靠性，直接可靠性可根据下列公式进行计算：
其中，L xy为新能源通信节点x和新能源通信节点y之间链路的直接可靠性，P为该链路的信噪比，P t该链路第t次采样的信噪比，S(x,y)为新能源通信节点x和新能源通信节点y的可靠性向量函数，S 1 (x,y)为新能源通信节点x和新能源通信节点y的第一次采样的可靠性向量函数，同理，S t-1 (x,y)为新能源通信节点x和新能源通信节点y的第t-1次采样的可靠性向量函数，var{}为可靠性向量集的方差。
在所有的新能源通信节点中，除了通信节点x是新能源通信节点y的相邻节点以外，新能源通信节点y可能还有其他m个邻居节点，所有这些邻居节点的集合为Z，那么所有邻居节点和新能源通信节点y之间链路的可靠性为间接可靠性，间接可靠性根据下列公式计算：
其中L yZ为新能源通信节点y和所有邻居节点之间的间接可靠性，P(y,m)为新能源通信节点y的第m个邻居节点采样的信噪比，同理，P t (y,m)为新能源通信节点y的第m个邻居节点在第t次采样的信噪比，Z表示节点y的所有邻居节点集合，S(y,Z)为新能源通信节点y和所有邻居节点集合Z的可靠性向量函数，S 1 (y,Z)为新能源通信节点y和所有邻居节点集合Z的第一次采样的可靠性向量函数，同理，S t-1 (y,Z)为新能源通信节点y和所有邻居节点集合Z的第t-1次采样的可靠性向量函数。
根据直接可靠性和间接可靠性确定第一可靠性因子，通过下列公式进行计算得出：
其中V xy为第一可靠性因子，L xy为新能源通信节点x和新能源通信节点y之间链路的直接可靠性，L yZ为通信节点y和所有邻居节点Z之间的间接可靠性，α为权重，其取值范围为0-1之间。
然后以第一可靠性因子为权重，通过Dijkstra(迪杰斯特拉)算法计算确定每个新能源通信节点的第二路由路径，第二路由路径就是路由通过所有新能源通信节点较为可靠有效的路径，根据第二路由路径确定初始路由表。
Dijkstra(迪杰斯特拉)算法是行业内典型的单源最短路径算法，用于计算一个节点到其他所有节点的最短路径。主要特点是以起始点为中心向外层层扩展，直到扩展到终点为止。
另外优选的，在根据第二路由路径确定初始路由表的过程中，还可以进一步的结合第二可靠性因子，第二可靠性因子与第一可靠性因子不同，第一可靠性因子定义链路（节点到节点）之间的可靠性，第二可靠性因子定义的是路径的可靠性，其中，路径是由若干链路组成，因此，第二可靠性依托于第一可靠性进行计算，第二可靠性因子根据下列公式进行计算：
其中，V path为第二可靠性因子，V xy为第一可靠性因子，R为任意一条第二路由路径。
根据第二路由路径结合第二可靠性因子确定初始路由表，此时初始路由表中的第二路由路径即具备了新能源通信节点之间的可靠性，依据链路的相关性，使得第二路由路径也具备了可靠性，完成初始路由表的预先配置。
预先配置初始路由表的过程，也就是建立电力线通信路径可靠性模型的过程，此时的初始路由表中的第二路由路径均为简洁、可靠的路由路径。
在确定了节点集合之后，可以调取初始路由表中和步骤101中节点集合所对应的第一路由路径，第一路由路径，也就是节点集合中的新能源通信节点相关的路由路径，此时，第一路由路径通信的传输属于同一业务。
综上，第二路由路径包括第一路由路径，从第二路由路径中选出第一路由路径，此时，第一路由路径为各新能源通信节点根据任务需要，灵活分组后，同一类型或模式下的路径的集合，形成一个按需路由的机制。
步骤103、对节点集合所对应的第一路由路径进行路由组合处理，确定节点集合对应的组合路由表。
此时，节点集合所对应的第一路由路径还不是最佳的路由路径，可能第一路由路径之间存在重复、交叉的情况，因此需要进行重新组合处理，使其达到将第一路由路径高效的运行起来的状态，重新组合处理后，形成组合路由表，即为与节点集合相对应的组合路由表。
图1所示仅为本发明所述方法的基础实施例，在其基础上进行一定的优化和拓展，还能够得到所述方法的其他优选实施例。
如图2所示，为本发明所述一种电力线通信路由的组合方法的另一个具体实施例。本实施例在前述实施例的基础上进行进一步的叙述，本实施例中，所述方法包括以下步骤：
步骤201、对电力线通信业务中的新能源通信节点进行分组以确定节点集合；
步骤202、从预先配置的初始路由表中确定所述节点集合所对应的第一路由路径；
本实施例的步骤201-步骤202与步骤101-步骤102一致，这里不再赘述。
步骤203、计算任意两条第一路由路径存在交集，从第一路由路径中确定主干路径和支线路径，将支线路径向主干路径进行归并处理，形成组合路由表；
具体过程为：计算任意两条第一路由路径的交集，选出交集最多的一条第一路由路径确定为主干路径，其余的第一路由路径为支线路径，将支线路径从交集的节点开始逐一与主干路径进行路由归并处理。具体归并处理过程为，支线路径选取交集中的共同节点，接入主干路路径，支线路径中非交集的部分则作为主干路径的分支，直到节点集中所有的第一路由路径完成与主干路径的归并，最后构成树形拓扑路由，形成该节点集的组合路由表。
步骤204、计算任意两条所述第一路由路径不存在交集，对各第一路由路径进行编排处理，以确定组合路由表。
本实施例中的步骤为前述实施例的方法的进一步说明和细化，在步骤203和步骤204中，对第一路由路径中存在交集和不存在交集的情况进一步的处理。
当存在交集时，通过归并处理，减少新能源节点之间的反复重传，提升效率。
当不存在交集时，通过对各第一路由路径进行编排处理，确定组合路由表。对于无交集的第一路由路径，说明路由信道之间不存在争用的现象，不影响数据的传输过程，每条数据传输都有其专有的第一路由路径。因此，不需要进行归并处理，直接将各个无交集的第一路由路径编排到组合路由表中即可。编排处理的过程也可以视为一个挑选的过程，可以将通信链路中的可靠的资源有效的利用起来，实现路由数据高效、可靠的传输。
另外需要说明的是，本实施例中涉及的归并处理和编排处理，亦可通过本领域中其他公知的方式实现，在此不限定。本领域中任何能够实现相同或类似效果的技术手段，均可结合在本实施例整体技术方案当中。
如图3所示，为本发明所述一种电力线通信路由的组合装置的一个具体实施例。本实施例所述装置，即用于执行图1~2所述方法的实体装置。其技术方案本质上与上述实施例一致，上述实施例中的相应描述同样适用于本实施例中。本实施例中所述装置包括：
分组模块301：用于对电力线通信业务中的新能源通信节点进行分组以确定节点集合；
路由路径确定模块302：用于从预先配置的初始路由表中确定所述节点集合所对应的第一路由路径；
计算模块303：用于对所述节点集合所对应的第一路由路径进行路由组合处理，确定所述节点集合对应的组合路由表。
图4是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。在硬件层面，该电子设备包括处理器，可选地还包括内部总线、网络接口、存储器。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器（non-volatile memory），例如至少1个磁盘存储器等。当然，该电子设备还可能包括其他业务所需要的硬件。
处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构）总线、PCI(PeripheralComponent Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构）总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器，用于存放执行指令。具体地，执行指令即可被执行的计算机程序。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供执行指令和数据。
在一种可能实现的方式中，处理器从非易失性存储器中读取对应的执行指令到内存中然后运行，也可从其它设备上获取相应的执行指令，以在逻辑层面上形成电力线通信路由的组合装置。处理器执行存储器所存放的执行指令，以通过执行的执行指令实现本发明任一实施例中提供的一种电力线通信路由的组合方法。
上述如本发明图3所示实施例提供的一种电力线通信路由的组合装置执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器（CentralProcessing Unit，CPU）、网络处理器（Network Processor，NP）等；还可以是数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）、专用集成电路（Application Specific IntegratedCircuit，ASIC）、现场可编程门阵列（Field－Programmable Gate Array，FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
本发明实施例还提出了一种可读介质，该可读存储介质存储有执行指令，存储的执行指令被电子设备的处理器执行时，能够使该电子设备执行本发明任一实施例中提供的一种电力线通信路由的组合方法，并具体用于执行如图1、图2所示的方法。
前述各个实施例中所述的电子设备可以为计算机。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例，或软件和硬件相结合的形式。
本发明中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (6)
1.一种电力线通信路由的组合方法，其特征在于，包括：
对电力线通信业务中的新能源通信节点进行分组以确定节点集合；所述节点集合中包括多个第一通信节点；
确定任意两个所述新能源通信节点之间链路的第一可靠性因子；
以所述第一可靠性因子为权重，确定每个新能源通信节点的初始路由表；
确定任意两个新能源通信节点之间的直接可靠性和间接可靠性；
根据所述直接可靠性和所述间接可靠性确定所述第一可靠性因子；
以所述第一可靠性因子为权重，通过Dijkstra算法计算确定每个新能源通信节点的第二路由路径；
根据所述第二路由路径确定所述初始路由表；
确定所述每个新能源通信节点的第二路由路径的第二可靠性因子；
则所述根据所述第二路由路径确定所述初始路由表包括，根据所述第二路由路径和所述第二路由路径的第二可靠性因子确定所述初始路由表；
从预先配置的初始路由表中确定所述节点集合所对应的第一路由路径；
对所述节点集合所对应的第一路由路径进行路由组合处理，确定所述节点集合对应的组合路由表。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第一路由路径进行路由组合处理，确定组合路由表，包括：
计算任意两条所述第一路由路径存在交集，从所述第一路由路径中确定主干路径和支线路径，将所述支线路径向所述主干路径进行归并处理，形成组合路由表。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第一路由路径进行路由组合处理，确定组合路由表，包括：
计算任意两条所述第一路由路径不存在交集，对各所述第一路由路径进行编排处理，以确定组合路由表。
4.一种电力线通信路由的组合装置，其特征在于，包括：
分组模块：用于对电力线通信业务中的新能源通信节点进行分组以确定节点集合；确定任意两个所述新能源通信节点之间链路的第一可靠性因子；以所述第一可靠性因子为权重，确定每个新能源通信节点的初始路由表；确定任意两个新能源通信节点之间的直接可靠性和间接可靠性；根据所述直接可靠性和所述间接可靠性确定所述第一可靠性因子；以所述第一可靠性因子为权重，通过Dijkstra算法计算确定每个新能源通信节点的第二路由路径；根据所述第二路由路径确定所述初始路由表；确定所述每个新能源通信节点的第二路由路径的第二可靠性因子；则所述根据所述第二路由路径确定所述初始路由表包括，根据所述第二路由路径和所述第二路由路径的第二可靠性因子确定所述初始路由表；
路由路径确定模块：用于从预先配置的初始路由表中确定所述节点集合所对应的第一路由路径；
计算模块：用于对所述节点集合所对应的第一路由路径进行路由组合处理，确定所述节点集合对应的组合路由表。
5.一种计算机可读的存储介质，其特征在于，所述计算机可读的存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至3中任一所述的方法。
6.一种电子设备，所述电子设备包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现上述权利要求1-3任一所述的方法。
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| CN202310607703.XA CN116319542B (zh) | 2023-05-26 | 2023-05-26 | 一种电力线通信路由的组合方法及装置 |
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| US6151330A (en) * | 1996-12-04 | 2000-11-21 | Powercom Control Systems Ltd. | Electric power supply management system |
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2023
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Patent Citations (5)
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