CN116709205A - 一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法及系统 - Google Patents

一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN116709205A
CN116709205A CN202310820754.0A CN202310820754A CN116709205A CN 116709205 A CN116709205 A CN 116709205A CN 202310820754 A CN202310820754 A CN 202310820754A CN 116709205 A CN116709205 A CN 116709205A
Authority
CN
China
Prior art keywords
interference
sweep
frequency
distributed terminal
sweep frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310820754.0A
Other languages
English (en)
Inventor
李波
曾瑛
包宇奔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Power Grid Co Ltd
Electric Power Dispatch Control Center of Guangdong Power Grid Co Ltd
Original Assignee
Guangdong Power Grid Co Ltd
Electric Power Dispatch Control Center of Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Power Grid Co Ltd, Electric Power Dispatch Control Center of Guangdong Power Grid Co Ltd filed Critical Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority to CN202310820754.0A priority Critical patent/CN116709205A/zh
Publication of CN116709205A publication Critical patent/CN116709205A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02—Services making use of location information
    • H04W4/029—Location-based management or tracking services
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/713—Spread spectrum techniques using frequency hopping
    • H04B1/715—Interference-related aspects
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/02—Arrangements for optimising operational condition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法及系统，包括：设置扫频模式，并在预设的初始化广播时隙通过广播信道向分布式终端节点下行广播所述扫频模式；接收所述分布式终端节点根据所述扫频模式跳频上传的扫频信息；根据所述扫频信息进行干扰源定位，得到干扰源分布位置。本发明将全双工技术引入分布式终端节点中，并由接入节点分析定位干扰源位置，解决了现有采用基于信号强度的干扰源定位方法需要打开接收模式，使得传统半双工终端在进行频繁的干扰监测时，无法进行同时同频收发，降低了干扰源检测定位的效率的问题，实现了同时同频收发的扫频模式，极大地提高了干扰源定位的及时性、准确性和效率。

Description

一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法及系统
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法及系统。
背景技术
目前的电力物联网感知层普遍采用大量感知终端传感器节点结合少量接入节点的组网模式，大量的感知终端传感器将采集到的数据回传至接入节点中，为了降低系统功耗，感知终端传感器一般是采用电池供电的微功率、低功耗窄带节点，然而，在一些工业现场环境中，电力设备由于长时间运行，可能会产生各式各样的电磁干扰(EMI)，比如：电焊引起的辐射/传导干扰、开关电源转换器产生的谐波、现代电子设备产生的干扰、智能工厂中的各类型通信/控制系统产生的干扰，各类EMI叠加形成的干扰强度高、带宽大，会对电力物联网传感器节点数据回传造成影响，从而影响数据传输性能，由此可见，干扰源定位技术对电力物联网传感器节点数据传输具有重要影响。
早期的电网干扰源定位一般是人工采用专业设备进行现场筛查，工作效率低，无法实时发现干扰源，随着通信技术发展，现有的干扰源定位普遍采用基于信号强度的干扰源定位方法，比如：基于接收信号强度(RSS)的干扰源定位技术，通过采集干扰源的信号强度来定位，在此基础上，有研究人员进一步提出的一种分布式的基于RSS的干扰源定位算法，其根据梯度思想沿着RSS上升方向逼近干扰源，但该算法仅能够实现单一干扰源定位，而且现有采用基于信号强度的干扰源定位方法都需要打开接收模式，传感终端周期性地在指定频段打开接收模式检测干扰情况，在此情况下，传统半双工终端在进行频繁的干扰监测时，无法进行同时同频收发，需要频繁地打开接收模式进行干扰监测，这极大地影响了传感器的数据上传，因此，亟需提供一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法，以在不影响数据上传性能的情况下，极大地提升干扰源检测定位的效率。
发明内容
本发明提供了一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法及系统，解决的技术问题是，现有采用基于信号强度的干扰源定位方法需要打开接收模式，使得传统半双工终端在进行频繁的干扰监测时，无法进行同时同频收发，降低了干扰源检测定位的效率。
为解决以上技术问题，本发明提供了一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法及系统。
第一方面，本发明提供了一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法，所述方法应用于接入节点，所述方法包括以下步骤：
设置扫频模式，并在预设的初始化广播时隙通过广播信道向分布式终端节点下行广播所述扫频模式；
接收所述分布式终端节点根据所述扫频模式跳频上传的扫频信息；其中，所述扫频信息包括干扰信号强度和电力设备采集数据；
根据所述扫频信息进行干扰源定位，得到干扰源分布位置。
在进一步的实施方案中，所述设置扫频模式具体为：
将接入节点接入的最大带宽均分为与分布式终端节点相同数量的窄带频段，生成窄带频段分配信息；
根据分布式终端节点的数量，确定分布式终端节点在每个干扰扫描周期内的全双工扫频时隙，并在预设的初始化广播时隙通过广播信道下行广播所述窄带频段分配信息和所述全双工扫频时隙，以使各个分布式终端节点根据窄带频段分配信息，确定自身在当前干扰扫描周期下每一个全双工扫频时隙的窄带扫描带宽；其中，不同分布式终端节点在同一所述全双工扫频时隙所占的窄带扫描带宽不同且所有分布式终端节点所占的窄带扫描带宽组合覆盖接入节点接入的最大带宽；
在每个分布式终端节点当前干扰扫描周期结束后，接收所述分布式终端节点上传的扫频信息。
在进一步的实施方案中，所有的所述分布式终端节点为全双工窄带分布式终端节点且同时同频收发，所述接入节点为宽带接入节点且接收任意全双工窄带分布式终端节点上传的扫频信息。
在进一步的实施方案中，所述窄带频段的表达式为：
式中，dk表示接入节点的第k个窄带带宽；B表示接入节点接入的最大带宽；N表示最大带宽等分的带宽份数。
第二方面，本发明提供了一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法，所述方法应用于分布式终端节点，所述分布式终端节点为全双工窄带分布式终端节点且收发同频，所述方法包括以下步骤：
在接收到开机指令之后，执行开机初始化操作，以将分布式终端节点的频带调整至广播信道；
接收接入节点下行广播的扫频模式，并根据所述扫频模式确定自身在当前干扰扫描周期下每一个全双工扫频时隙的窄带扫描带宽；
在每一个全双工扫频时隙，根据与所述全双工扫频时隙对应的窄带扫描带宽进行干扰扫描以及周期性地采集电力设备数据，获取扫频信息；其中，所述扫频信息包括干扰信号强度和电力设备采集数据；
在当前干扰扫描周期结束后，在预设的干扰上报时隙关闭接收模式，并以与当前干扰扫描周期中最后一个全双工扫频时隙的窄带扫描带宽，将所述扫频信息上传至接入节点；
启动下一个干扰扫描周期，重复上述步骤，直至最后一个干扰扫描周期扫描结束。
第三方面，本发明提供了一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法，所述方法应用于接入节点和分布式终端节点，所述方法包括以下步骤：
接入节点设置扫频模式，并在预设的初始化广播时隙通过广播信道向分布式终端节点下行广播所述扫频模式；
分布式终端节点执行开机初始化操作，以将其频带调整至广播信道，接收接入节点下行广播的扫频模式，并根据所述扫频模式进行干扰扫描以及周期性地采集电力设备数据，获取扫频信息，所述扫频信息包括干扰信号强度和电力设备采集数据；
分布式终端节点在每一干扰扫描周期结束后，在预设的干扰上报时隙关闭接收模式，并以与当前干扰扫描周期中最后一个全双工扫频时隙的窄带扫描带宽，将所述扫频信息上传至接入节点，以使接入节点根据所述扫频信息进行干扰源定位，得到干扰源分布位置；
其中，所有的所述分布式终端节点为全双工窄带分布式终端节点且同时同频收发，所述接入节点为宽带接入节点且接收任意全双工窄带分布式终端节点上传的扫频信息。
在进一步的实施方案中，所述扫频模式具体为：
将接入节点接入的最大带宽均分为与分布式终端节点相同数量的窄带频段，生成窄带频段分配信息；
根据分布式终端节点的数量，确定分布式终端节点在每个干扰扫描周期内的全双工扫频时隙，并在预设的初始化广播时隙通过广播信道下行广播所述窄带频段分配信息和所述全双工扫频时隙，以使各个分布式终端节点根据窄带频段分配信息，确定自身在当前干扰扫描周期下每一个全双工扫频时隙的窄带扫描带宽；其中，不同分布式终端节点在同一所述全双工扫频时隙所占的窄带扫描带宽不同且所有分布式终端节点所占的窄带扫描带宽组合覆盖接入节点接入的最大带宽；
在每个分布式终端节点当前干扰扫描周期结束后，接收所述分布式终端节点上传的扫频信息。
第四方面，本发明提供了一种面向电力物联网的分布式干扰源定位系统，所述系统应用于接入节点，所述接入节点为宽带接入节点，所述系统包括：
下行广播模块，用于设置扫频模式，并在预设的初始化广播时隙通过广播信道向分布式终端节点下行广播所述扫频模式；
扫频接收模块，用于接收所述分布式终端节点根据所述扫频模式跳频上传的扫频信息；其中，所述扫频信息包括干扰信号强度和电力设备采集数据；
干扰定位模块，用于根据所述扫频信息进行干扰源定位，得到干扰源分布位置。
第五方面，本发明提供了一种面向电力物联网的分布式干扰源定位系统，所述系统应用于分布式终端节点，所有的所述分布式终端节点为全双工窄带分布式终端节点且同时同频收发，所述系统包括：
开机初始化模块，用于在接收到开机指令之后，执行开机初始化操作，以将分布式终端节点的频带调整至广播信道；
扫频模式接收模块，用于接收接入节点下行广播的扫频模式，并根据所述扫频模式确定自身在当前干扰扫描周期下每一个全双工扫频时隙的窄带扫描带宽；
扫频采集模块，用于在每一个全双工扫频时隙，根据与所述全双工扫频时隙对应的窄带扫描带宽进行干扰扫描以及周期性地采集电力设备数据，获取扫频信息；其中，所述扫频信息包括干扰信号强度和电力设备采集数据；
信息上传模块，用于在当前干扰扫描周期结束后，在预设的干扰上报时隙关闭接收模式，并以与当前干扰扫描周期中最后一个全双工扫频时隙的窄带扫描带宽，将所述扫频信息上传至接入节点；以及，启动下一个干扰扫描周期，重复上述步骤，直至最后一个干扰扫描周期扫描结束。
第六方面，本发明提供了一种面向电力物联网的分布式干扰源定位系统，所述系统应用于接入节点和分布式终端节点，所述系统包括：
接入节点，用于设置扫频模式，并在预设的初始化广播时隙通过广播信道向分布式终端节点下行广播所述扫频模式；
分布式终端节点，用于执行开机初始化操作，以将其频带调整至广播信道，接收接入节点下行广播的扫频模式，并根据所述扫频模式进行干扰扫描以及周期性地采集电力设备数据，获取扫频信息，所述扫频信息包括干扰信号强度和电力设备采集数据；
以及，
在每一干扰扫描周期结束后，在预设的干扰上报时隙关闭接收模式，并以与当前干扰扫描周期中最后一个全双工扫频时隙的窄带扫描带宽，将所述扫频信息上传至接入节点，以使接入节点根据所述扫频信息进行干扰源定位，得到干扰源分布位置；
其中，所有的所述分布式终端节点为全双工窄带分布式终端节点且同时同频收发，所述接入节点为宽带接入节点且接收任意全双工窄带分布式终端节点上传的扫频信息。
本发明提供了一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法及系统，所述方法包括设置扫频模式，并在预设的初始化广播时隙通过广播信道向分布式终端节点下行广播所述扫频模式；接收所述分布式终端节点根据所述扫频模式跳频上传的扫频信息；根据所述扫频信息进行干扰源定位，得到干扰源分布位置。与现有技术相比，该方法将全双工技术引入分布式终端节点中，同时有针对性地设置跳频扫描模式，以使终端节点可以在不影响数据上传的情况下实时监测其周围的频段干扰情况，并由接入节点分析定位干扰源位置，实现了同时同频收发的扫频模式，极大地提高了干扰源定位的及时性、准确性和效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的面向电力物联网的分布式干扰源定位方法应用于接入节点的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的扫频模式时隙及频段的分配示意图；
图3是本发明实施例提供的扫频模式具体示例图；
图4是本发明实施例提供的面向电力物联网的分布式干扰源定位方法应用于分布式终端节点的流程示意图；
图5是本发明实施例提供的面向电力物联网的分布式干扰源定位方法应用于接入节点和分布式终端节点交互的流程示意图；
图6是本发明实施例提供的接入节点和分布式终端节点具体通信流程示意图；
图7是本发明实施例提供的面向电力物联网的分布式干扰源定位系统应用于接入节点框图；
图8是本发明实施例提供的面向电力物联网的分布式干扰源定位系统应用于分布式终端节点框图；
图9是本发明实施例提供的面向电力物联网的分布式干扰源定位系统应用于接入节点和分布式终端节点交互的框图。
具体实施方式
下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本发明的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制，因为在不脱离本发明精神和范围基础上，可以对本发明进行许多改变。
参考图1，本发明实施例提供了一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法，可应用于强干扰环境下电力物联网干扰源定位，如图1所示，所述方法应用于接入节点，该方法包括以下步骤：
S11.设置扫频模式，并在预设的初始化广播时隙通过广播信道向分布式终端节点下行广播所述扫频模式。
由于电力物联网场景中存在多种电力设备，长时间的运行容易辐射各个频段的强干扰，因此，需要及时对干扰源设备进行定位，便于后续干扰源处理，为了能够实时检测干扰源且不影响各传感器节点的数据上传性能，本发明实施例将全双工技术引入传感器分布式终端节点中，并设计了相应的扫频模式，各传感器分布式终端节点按特定的扫频模式进行干扰扫描及跳频发送数据，一个干扰扫描周期完成后将干扰情况实时上报到接入节点，由接入节点分析定位干扰源位置，本发明实施例的应用场景有如下设置：
(1)由于传感器分布式终端节点一般是电池供电的低功耗系统，因此，本实施例设定传感器分布式终端节点是窄带的，接入节点是宽带的，接入节点可以收到任意窄带的传感器分布式终端节点上传的传感数据；
(2)假设传感器分布式终端节点具有全双工能力，且收发同频，需要说明的是，传感器分布式终端节点在某一频点发送数据时，也只能在该频点监测干扰和接收数据，传感器分布式终端节点打开接收模式时可以同时监听干扰和接收接入节点的下行交互信令，即，在本实施例中，所有的所述分布式终端节点为全双工窄带分布式终端节点且同时同频收发，所述接入节点为宽带接入节点且接收任意全双工窄带分布式终端节点上传的扫频信息。
(3)不同传感器分布式终端节点周围的干扰源情况不同，根据传感器分布式终端节点距离干扰源距离的远近，不同传感器分布式终端节点接收到的干扰强度不同，接入节点根据所有传感器分布式终端节点上传的频段干扰情况，按信号强度估算出干扰源的位置，需要说明的是，根据各传感器分布式终端节点的干扰强度进行干扰源定位的方法为本领域内公知技术，在此不加赘述。
(4)本发明实施例将数据分块后按扫频模式进行跳频数据发送，接入节点存储有任意时刻各分布式终端节点所处的窄带频段，因此，当有下行信令要发送给特定分布式终端节点时，接入节点能准确确定下行信令的发送频段。
(5)本发明实施例设定各个窄带分布式终端节点可以将带宽调整为接入节点划分的窄带带宽。
在本实施例中，所述设置扫频模式具体为：
将接入节点接入的最大带宽均分为与分布式终端节点相同数量的窄带频段，生成窄带频段分配信息；
根据分布式终端节点的数量，确定分布式终端节点在每个干扰扫描周期内的全双工扫频时隙，并在预设的初始化广播时隙通过广播信道下行广播所述窄带频段分配信息和所述全双工扫频时隙，以使各个分布式终端节点根据窄带频段分配信息，确定自身在当前干扰扫描周期下每一个全双工扫频时隙的窄带扫描带宽；其中，不同分布式终端节点在同一所述全双工扫频时隙所占的窄带扫描带宽不同且所有分布式终端节点所占的窄带扫描带宽组合覆盖接入节点接入的最大带宽；其中，所述全双工扫频时隙划分的数量等于分布式终端节点的数量；在每个分布式终端节点当前干扰扫描周期结束后，接收所述分布式终端节点上传的扫频信息，为了便于理解，以下将对扫频模式以及扫频模式涉及的时隙及频段分配进行详细说明：
本发明实施例将信道划分为数据信道和广播信道bc，其中，广播信道bc仅用于在初始化广播时隙，利用窄带频段分配信息下行广播；数据信道整体带宽为接入节点所能支持的最大带宽，同时为了保证任意时刻各分布式终端节点相互之间无干扰地上传数据，各分布式终端节点用于收发数据的窄带频段应该错开，且拼接起来能完全覆盖接入节点的宽带频段；
本实施例设定第n个分布式终端节点的起始扫描带宽为bn，如图2所示，假设一个接入节点下面连接了N个传感器分布式终端节点，接入节点接入的最大带宽为B，接入节点根据分布式终端节点的数量N将时隙划分为N等分，得到包含与分布式终端节点数量相同时隙的全双工扫频时隙，同时根据分布式终端节点的数量N将整个带宽B均分为N等分，得到N个窄带带宽，其中，第k个窄带带宽为：
式中，dk表示接入节点的第k个窄带带宽；B表示接入节点接入的最大带宽；N表示最大带宽等分的带宽份数；
此时，第n个分布式终端节点在第i个时隙所占用的窄带频段dn,i为：
dn,i＝d(n+i)％N；
在本实施例中，所有传感器分布式终端节点在开机初始化时都会将其频带调整到广播信道bc，此时，接入节点会在预先确定的初始化广播时隙Ts通过广播信道bc下行广播窄带频段分配信息和全双工扫频时隙，本实施例设定t0时隙到tN-1时隙为全双工扫频时隙，其中，t0时隙为全双工扫频时隙的起始时隙，tN-1时隙为全双工扫频时隙的最终时隙，各个窄带分布式终端节点根据接收到的窄带频段分配信息调整其预设的起始扫描带宽bn，每个传感器分布式终端节点在同一全双工扫频时隙从所有窄带频段中选取其中一个窄带频段作为窄带扫描带宽，不同分布式终端节点在同一所述全双工扫频时隙所占的窄带扫描带宽不同且所有分布式终端节点所占的窄带扫描带宽组合覆盖接入节点接入的最大带宽；
各传感器分布式终端节点每一轮干扰扫描周期扫描完都会在预设的干扰上报时隙Tu按照与tN-1时隙相同的频段分配情况，将干扰信息(干扰信号强度)上传给接入节点，假设场景中有P个干扰源，编号为p＝0…P-1，其干扰带宽可能横跨多个窄带带宽dk，第n个节点收到的第p个干扰源在第k个窄带上产生的干扰信号强度为Ep,n,k，Ep,n,k值的大小由干扰源在各个窄带带宽上的强度以及与分布式终端节点的距离决定，各个分布式终端节点在Tu时隙将收集到的Ep,n,k值上传给接入节点，接入节点根据接收到的干扰信号强度估算出干扰源位置，为了保持扫频模式的规律性且降低功耗，各个分布式终端节点在Tu时隙仅发送干扰信息，关闭接收模式，在下一轮干扰扫描周期的t0时隙重新开启收发扫频模式。
如图3所示，本实施例以四个传感器分布式终端节点的场景为例，由于传感器分布式终端节点的数量为四个，因此，接入节点的整个带宽被平均分为4个窄带带宽，每个传感器分布式终端节点可以在四个窄带频段内选择任意一个窄带频段收发数据，传感器分布式终端节点采用选取的窄带频段同时进行数据发送和接收，由于任意时刻不同分布式终端节点都占用不同的窄带频段，可以保证数据上传没有相互之间的干扰，同时，当四个时刻扫描完之后，每个分布式终端节点也能获得自身周围全频段的干扰情况。
需要说明的是，分布式终端节点的收发都遵循上述扫频模式，其中，接收模式既用来接收监测干扰，在有接入节点的下行信令时也会接收下行信令；当有数据包要发送时，各个分布式终端节点也会将数据包按上述全双工扫频时隙拆分进行跳频发送。
S12.接收所述分布式终端节点根据所述扫频模式跳频上传的扫频信息；其中，所述扫频信息包括干扰信号强度和电力设备采集数据。
S13.根据所述扫频信息进行干扰源定位，得到干扰源分布位置。
在一个实施例中，如图4所示，本发明实施例提供了一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法，所述方法应用于分布式终端节点，所有的所述分布式终端节点为全双工窄带分布式终端节点且同时同频收发，所述方法包括以下步骤：
S21.在接收到开机指令之后，执行开机初始化操作，以将分布式终端节点的频带调整至广播信道；
S22.接收接入节点下行广播的扫频模式，并根据所述扫频模式确定自身在当前干扰扫描周期下每一个全双工扫频时隙的窄带扫描带宽；
S23.在每一个全双工扫频时隙，根据与所述全双工扫频时隙对应的窄带扫描带宽进行干扰扫描以及周期性地采集电力设备数据，获取扫频信息；其中，所述扫频信息包括干扰信号强度和电力设备采集数据；
S24.在当前干扰扫描周期结束后，在预设的干扰上报时隙关闭接收模式，并以与当前干扰扫描周期中最后一个全双工扫频时隙的窄带扫描带宽，将所述扫频信息上传至接入节点；
S25.启动下一个干扰扫描周期，重复上述步骤，直至最后一个干扰扫描周期扫描结束。
在一个实施例中，如图5所示，本发明实施例提供了一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法，所述方法应用于接入节点和分布式终端节点，所述方法包括以下步骤：
S31.接入节点设置扫频模式，并在预设的初始化广播时隙通过广播信道向分布式终端节点下行广播所述扫频模式；
S32.分布式终端节点执行开机初始化操作，以将其频带调整至广播信道，接收接入节点下行广播的扫频模式，并根据所述扫频模式进行干扰扫描以及周期性地采集电力设备数据，获取扫频信息，所述扫频信息包括干扰信号强度和电力设备采集数据；
S33.分布式终端节点在每一干扰扫描周期结束后，在预设的干扰上报时隙关闭接收模式，并以与当前干扰扫描周期中最后一个全双工扫频时隙的窄带扫描带宽，将所述扫频信息上传至接入节点，以使接入节点根据所述扫频信息进行干扰源定位，得到干扰源分布位置；
其中，所有的所述分布式终端节点为全双工窄带分布式终端节点且同时同频收发，所述接入节点为宽带接入节点且接收任意全双工窄带分布式终端节点上传的扫频信息。
在本实施例中，所述扫频模式具体为：
将接入节点接入的最大带宽均分为与分布式终端节点相同数量的窄带频段，生成窄带频段分配信息；
根据分布式终端节点的数量，确定分布式终端节点在每个干扰扫描周期内的全双工扫频时隙，并在预设的初始化广播时隙通过广播信道下行广播所述窄带频段分配信息和所述全双工扫频时隙，以使各个分布式终端节点根据窄带频段分配信息，确定自身在当前干扰扫描周期下每一个全双工扫频时隙的窄带扫描带宽；其中，在每个所述全双工扫频时隙，不同分布式终端节点所占的窄带扫描带宽不同且所有分布式终端节点所占的窄带扫描带宽组合覆盖接入节点接入的最大带宽；
在每个分布式终端节点当前干扰扫描周期结束后，接收所述分布式终端节点上传的扫频信息。
需要说明的是，对扫频模式以及扫频模式涉及的时隙及频段分配的详细说明参见上述对应用于接入节点时的描述，此处不再赘述，图6为本实施例提供的接入节点和分布式终端节点具体通信流程示意图，如图6所示，在本实施例中，接入节点侧流程具体为：
开机初始化：假设分布式终端节点数量为N，接入节点将支持的总带宽B划分为N等分，并确定扫频模式、时隙划分长度及扫频开始时间点；
扫频模式下行广播：接入节点将划分好的窄带频段分配信息和全双工扫频时隙在初始化广播时隙Ts通过广播信道bc下行广播给所有分布式终端节点；
干扰接收：接入节点接收各个分布式终端节点在预设的干扰上报时隙Tu周期性上传的干扰信号强度Ep,n,k；
数据接收：接入节点接收各个分布式终端节点上传的传感器采集数据；
干扰分析定位：接入节点对接收到的所有终端节点周边的频段干扰信号强度Ep,n,k进行分析，估算出干扰源分布位置。
传感器分布式终端节点流程具体为：
开机初始化：各分布式终端节点上电开机后将其频段调整到广播信道bc。
扫频模式接收：各分布式终端节点在广播信道bc接收接入节点下行广播的窄带频段分配信息和全双工扫频时隙；
干扰扫描：各分布式终端节点按指定的频率模式进行干扰扫描，接收并记录各频段的干扰信号强度Ep,n,k；
数据采集：各传感器节点周期性地采集电力设备数据信息；
数据发送：各传感器节点将采集到的电力设备数据按前述扫频模式跳频上传至接入节点。
干扰上报：各传感器节点将采集到的干扰信号强度Ep,n,k在预设的干扰上报时隙Tu按指定的扫频模式上传给接入节点。
本发明实施例将全双工技术应用于终端节点中，在同一时刻，特定全双工终端节点按指定的频率模式发送数据且监测干扰，所有终端节点监测和发送数据的窄带频段组合起来可以覆盖整个宽带频段，采用本发明实施例提供的方法，一方面可以保证所有终端节点在整个宽带范围内同时上传数据，最大程度地利用频带资源；另一方面，由于在发射数据的同时各个终端节点也在相同的频点监听干扰，因此，各个终端节点也能获取自身周围的频段干扰情况，所有终端节点在按指定的扫频模式扫描完一个周期后，将各自获取的全频段干扰情况发送给接入节点，接入节点对各终端节点上传的频段干扰情况进行分析，确定干扰源的位置，本实施例提供的方法可以在不影响数据上传性能的的情况下实时检测干扰源的分布情况，极大地提高了干扰源定位的效率。
在一个实施例中，如图7所示，本发明实施例提供了一种面向电力物联网的分布式干扰源定位系统，所述系统应用于接入节点，所述接入节点为宽带接入节点，所述系统包括：
下行广播模块101，用于设置扫频模式，并在预设的初始化广播时隙通过广播信道向分布式终端节点下行广播所述扫频模式；
扫频接收模块102，用于接收所述分布式终端节点根据所述扫频模式跳频上传的扫频信息；其中，所述扫频信息包括干扰信号强度和电力设备采集数据；
干扰定位模块103，用于根据所述扫频信息进行干扰源定位，得到干扰源分布位置。
在一个实施例中，如图8所示，本发明实施例提供了一种面向电力物联网的分布式干扰源定位系统，所述系统应用于分布式终端节点，所有的分布式终端节点为全双工窄带分布式终端节点且同时同频收发，所述系统包括：
开机初始化模块201，用于在接收到开机指令之后，执行开机初始化操作，以将分布式终端节点的频带调整至广播信道；
扫频模式接收模块202，用于接收接入节点下行广播的扫频模式，并根据所述扫频模式确定自身在当前干扰扫描周期下每一个全双工扫频时隙的窄带扫描带宽；
扫频采集模块203，用于在每一个全双工扫频时隙，根据与所述全双工扫频时隙对应的窄带扫描带宽进行干扰扫描以及周期性地采集电力设备数据，获取扫频信息；其中，所述扫频信息包括干扰信号强度和电力设备采集数据；
信息上传模块204，用于在当前干扰扫描周期结束后，在预设的干扰上报时隙关闭接收模式，并以与当前干扰扫描周期中最后一个全双工扫频时隙的窄带扫描带宽，将所述扫频信息上传至接入节点；以及，启动下一个干扰扫描周期，重复上述步骤，直至最后一个干扰扫描周期扫描结束。
在一个实施例中，如图9所示，本发明实施例提供了一种面向电力物联网的分布式干扰源定位系统，所述系统应用于接入节点和分布式终端节点，所述系统包括：
接入节点301，用于设置扫频模式，并在预设的初始化广播时隙通过广播信道向分布式终端节点下行广播所述扫频模式；
分布式终端节点302，用于执行开机初始化操作，以将其频带调整至广播信道，接收接入节点下行广播的扫频模式，并根据所述扫频模式进行干扰扫描以及周期性地采集电力设备数据，获取扫频信息，所述扫频信息包括干扰信号强度和电力设备采集数据；
以及，
在每一干扰扫描周期结束后，在预设的干扰上报时隙关闭接收模式，并以与当前干扰扫描周期中最后一个全双工扫频时隙的窄带扫描带宽，将所述扫频信息上传至接入节点，以使接入节点根据所述扫频信息进行干扰源定位，得到干扰源分布位置；
其中，所有的所述分布式终端节点为全双工窄带分布式终端节点且同时同频收发，所述接入节点为宽带接入节点且接收任意全双工窄带分布式终端节点上传的扫频信息。
关于一种面向电力物联网的分布式干扰源定位系统的具体限定可以参见上述对于一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法的限定，此处不再赘述。本领域普通技术人员可以意识到，结合本申请所公开的实施例描述的各个模块和步骤，能够以硬件、软件或者两者结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
本发明实施例提供了一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法及系统，所述方法包括设置扫频模式，并在预设的初始化广播时隙通过广播信道向分布式终端节点下行广播所述扫频模式；接收所述分布式终端节点根据所述扫频模式跳频上传的扫频信息；根据所述扫频信息进行干扰源定位，得到干扰源分布位置。为了解决现有采用基于信号强度的干扰源定位方法需要打开接收模式，使得传统半双工终端在进行频繁的干扰监测时，无法进行同时同频收发，降低了干扰源检测定位的效率的问题，本发明实施例将全双工技术引入传感终端中，使得传感终端可以同时监测干扰及发送数据，同时为了最大化数据上传效率，通过设计同时同频收发的扫频模式，保证所有终端在任意时刻都可以无干扰地进行数据上传及干扰监测，极大地提升了干扰源定位的效率。
本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器和收发器，它们之间通过总线连接；存储器用于存储一组计算机程序指令和数据，并可以将存储的数据传输给处理器，处理器可以执行存储器存储的程序指令，以执行上述方法的步骤。
其中，存储器可以包括易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者；处理器可以是中央处理器、微处理器、特定应用集成电路、可编程逻辑器件或其组合。通过示例性但不是限制性说明，上述可编程逻辑器件可以是复杂可编程逻辑器件、现场可编程逻辑门阵列、通用阵列逻辑或其任意组合。
另外，存储器可以是物理上独立的单元，也可以与处理器集成在一起。
在一个实施例中，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如SSD)等。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法，其特征在于，所述方法应用于接入节点，所述方法包括以下步骤：
设置扫频模式，并在预设的初始化广播时隙通过广播信道向分布式终端节点下行广播所述扫频模式；
接收所述分布式终端节点根据所述扫频模式跳频上传的扫频信息；其中，所述扫频信息包括干扰信号强度和电力设备采集数据；
根据所述扫频信息进行干扰源定位，得到干扰源分布位置。
2.如权利要求1所述的一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法，其特征在于，所述设置扫频模式具体为：
将接入节点接入的最大带宽均分为与分布式终端节点相同数量的窄带频段，生成窄带频段分配信息；
根据分布式终端节点的数量，确定分布式终端节点在每个干扰扫描周期内的全双工扫频时隙，并在预设的初始化广播时隙通过广播信道下行广播所述窄带频段分配信息和所述全双工扫频时隙，以使各个分布式终端节点根据窄带频段分配信息，确定自身在当前干扰扫描周期下每一个全双工扫频时隙的窄带扫描带宽；其中，不同分布式终端节点在同一所述全双工扫频时隙所占的窄带扫描带宽不同且所有分布式终端节点所占的窄带扫描带宽组合覆盖接入节点接入的最大带宽；
在每个分布式终端节点当前干扰扫描周期结束后，接收所述分布式终端节点上传的扫频信息。
3.如权利要求2所述的一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法，其特征在于：所有的所述分布式终端节点为全双工窄带分布式终端节点且同时同频收发，所述接入节点为宽带接入节点且接收任意全双工窄带分布式终端节点上传的扫频信息。
4.如权利要求2所述的一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法，其特征在于，所述窄带频段的表达式为：
式中，dk表示接入节点的第k个窄带带宽；B表示接入节点接入的最大带宽；N表示最大带宽等分的带宽份数。
5.一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法，其特征在于，所述方法应用于分布式终端节点，所有的所述分布式终端节点为全双工窄带分布式终端节点且同时同频收发，所述方法包括以下步骤：
在接收到开机指令之后，执行开机初始化操作，以将分布式终端节点的频带调整至广播信道；
接收接入节点下行广播的扫频模式，并根据所述扫频模式确定自身在当前干扰扫描周期下每一个全双工扫频时隙的窄带扫描带宽；
在每一个全双工扫频时隙，根据与所述全双工扫频时隙对应的窄带扫描带宽进行干扰扫描以及周期性地采集电力设备数据，获取扫频信息；其中，所述扫频信息包括干扰信号强度和电力设备采集数据；
在当前干扰扫描周期结束后，在预设的干扰上报时隙关闭接收模式，并以与当前干扰扫描周期中最后一个全双工扫频时隙的窄带扫描带宽，将所述扫频信息上传至接入节点；
启动下一个干扰扫描周期，重复上述步骤，直至最后一个干扰扫描周期扫描结束。
6.一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法，其特征在于，所述方法应用于接入节点和分布式终端节点，所述方法包括以下步骤：
接入节点设置扫频模式，并在预设的初始化广播时隙通过广播信道向分布式终端节点下行广播所述扫频模式；
分布式终端节点执行开机初始化操作，以将其频带调整至广播信道，接收接入节点下行广播的扫频模式，并根据所述扫频模式进行干扰扫描以及周期性地采集电力设备数据，获取扫频信息，所述扫频信息包括干扰信号强度和电力设备采集数据；
分布式终端节点在每一干扰扫描周期结束后，在预设的干扰上报时隙关闭接收模式，并以与当前干扰扫描周期中最后一个全双工扫频时隙的窄带扫描带宽，将所述扫频信息上传至接入节点，以使接入节点根据所述扫频信息进行干扰源定位，得到干扰源分布位置；
其中，所有的所述分布式终端节点为全双工窄带分布式终端节点且同时同频收发，所述接入节点为宽带接入节点且接收任意全双工窄带分布式终端节点上传的扫频信息。
7.如权利要求6所述的一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法，其特征在于，所述扫频模式具体为：
将接入节点接入的最大带宽均分为与分布式终端节点相同数量的窄带频段，生成窄带频段分配信息；
根据分布式终端节点的数量，确定分布式终端节点在每个干扰扫描周期内的全双工扫频时隙，并在预设的初始化广播时隙通过广播信道下行广播所述窄带频段分配信息和所述全双工扫频时隙，以使各个分布式终端节点根据窄带频段分配信息，确定自身在当前干扰扫描周期下每一个全双工扫频时隙的窄带扫描带宽；其中，不同分布式终端节点在同一所述全双工扫频时隙所占的窄带扫描带宽不同且所有分布式终端节点所占的窄带扫描带宽组合覆盖接入节点接入的最大带宽；
在每个分布式终端节点当前干扰扫描周期结束后，接收所述分布式终端节点上传的扫频信息。
8.一种面向电力物联网的分布式干扰源定位系统，其特征在于，所述系统应用于接入节点，所述接入节点为宽带接入节点，所述系统包括：
下行广播模块，用于设置扫频模式，并在预设的初始化广播时隙通过广播信道向分布式终端节点下行广播所述扫频模式；
扫频接收模块，用于接收所述分布式终端节点根据所述扫频模式跳频上传的扫频信息；其中，所述扫频信息包括干扰信号强度和电力设备采集数据；
干扰定位模块，用于根据所述扫频信息进行干扰源定位，得到干扰源分布位置。
9.一种面向电力物联网的分布式干扰源定位系统，其特征在于，所述系统应用于分布式终端节点，所有的分布式终端节点为全双工窄带分布式终端节点且同时同频收发，所述系统包括：
开机初始化模块，用于在接收到开机指令之后，执行开机初始化操作，以将分布式终端节点的频带调整至广播信道；
扫频模式接收模块，用于接收接入节点下行广播的扫频模式，并根据所述扫频模式确定自身在当前干扰扫描周期下每一个全双工扫频时隙的窄带扫描带宽；
扫频采集模块，用于在每一个全双工扫频时隙，根据与所述全双工扫频时隙对应的窄带扫描带宽进行干扰扫描以及周期性地采集电力设备数据，获取扫频信息；其中，所述扫频信息包括干扰信号强度和电力设备采集数据；
信息上传模块，用于在当前干扰扫描周期结束后，在预设的干扰上报时隙关闭接收模式，并以与当前干扰扫描周期中最后一个全双工扫频时隙的窄带扫描带宽，将所述扫频信息上传至接入节点；以及，启动下一个干扰扫描周期，重复上述步骤，直至最后一个干扰扫描周期扫描结束。
10.一种面向电力物联网的分布式干扰源定位系统，其特征在于，所述系统应用于接入节点和分布式终端节点，所述系统包括：
接入节点，用于设置扫频模式，并在预设的初始化广播时隙通过广播信道向分布式终端节点下行广播所述扫频模式；
分布式终端节点，用于执行开机初始化操作，以将其频带调整至广播信道，接收接入节点下行广播的扫频模式，并根据所述扫频模式进行干扰扫描以及周期性地采集电力设备数据，获取扫频信息，所述扫频信息包括干扰信号强度和电力设备采集数据；
以及，
在每一干扰扫描周期结束后，在预设的干扰上报时隙关闭接收模式，并以与当前干扰扫描周期中最后一个全双工扫频时隙的窄带扫描带宽，将所述扫频信息上传至接入节点，以使接入节点根据所述扫频信息进行干扰源定位，得到干扰源分布位置；
其中，所有的所述分布式终端节点为全双工窄带分布式终端节点且同时同频收发，所述接入节点为宽带接入节点且接收任意全双工窄带分布式终端节点上传的扫频信息。
CN202310820754.0A 2023-07-05 2023-07-05 一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法及系统 Pending CN116709205A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310820754.0A CN116709205A (zh) 2023-07-05 2023-07-05 一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310820754.0A CN116709205A (zh) 2023-07-05 2023-07-05 一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法及系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116709205A true CN116709205A (zh) 2023-09-05

Family

ID=87841114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310820754.0A Pending CN116709205A (zh) 2023-07-05 2023-07-05 一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116709205A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117254875A (zh) * 2023-11-07 2023-12-19 长春理工大学 一种便携的台式防录音装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117254875A (zh) * 2023-11-07 2023-12-19 长春理工大学 一种便携的台式防录音装置
CN117254875B (zh) * 2023-11-07 2024-01-26 长春理工大学 一种便携的台式防录音装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pfammatter et al. A software-defined sensor architecture for large-scale wideband spectrum monitoring
Selim et al. Spectrum monitoring for radar bands using deep convolutional neural networks
Wellens et al. Lessons learned from an extensive spectrum occupancy measurement campaign and a stochastic duty cycle model
CN107110951B (zh) 对无线信号源进行定位
US9479954B2 (en) Correlating data from multiple spectrum monitors
EP3417309A1 (en) Detecting motion based on repeated wireless transmissions
US8717922B2 (en) Multitaper spectrum sensing systems and methods
Ma et al. Sparsity independent sub-Nyquist rate wideband spectrum sensing on real-time TV white space
Iyer et al. Detecting and avoiding multiple sources of interference in the 2.4 GHz spectrum
Baldo et al. A neural network based cognitive controller for dynamic channel selection
Lehtomaki et al. Energy detection based estimation of channel occupancy rate with adaptive noise estimation
CN116709205A (zh) 一种面向电力物联网的分布式干扰源定位方法及系统
Lopez-Benitez et al. Spectrum usage in cognitive radio networks: From field measurements to empirical models
Zhang et al. Autonomous compressive-sensing-augmented spectrum sensing
Ma et al. Joint sub-Nyquist spectrum sensing scheme with geolocation database over TV white space
Moss et al. A simple model of the UHF cross-polar terrestrial channel for DVBNGH
US20240073797A1 (en) Systems and methods for time domain channel representation information for wi-fi sensing
Höyhtyä et al. Measurements and analysis of spectrum occupancy with several bandwidths
Cammin et al. Coexisting wireless sensor networks in cyber-physical production systems
CN111064534B (zh) 一种中继卫星通信转发关系的探测方法及系统
Ma et al. An efficient joint sub-Nyquist spectrum sensing scheme with geolocation database over TV white space
López-Benítez et al. A radio spectrum measurement platform for spectrum surveying in cognitive radio
WO2023031875A1 (en) Methods and systems for compressed csi for virtual wideband channels
Ahmad et al. Exploitation of multiple hyperspace dimensions to realize coexistence optimized wireless automation systems
Terry et al. Spectrum monitoring and source separation in POWDER

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination