[发明专利]电力物联网低功耗并发数据帧编码方法及系统

说明书

本发明公开了一种电力物联网低功耗并发数据帧编码方法及系统。在并发传输过程中，若发送端都使用最大数据帧封装网络数据，往往会极大的增加数据帧碰撞的可能，从而降低并发传输的效率。本发明的电力物联网低功耗并发数据帧编码方法，其包括：根据并发设备数目k将长数据帧动态划分为短的数据帧；使用喷泉码对划分所得的多个数据帧进行编码；本发明的电力物联网低功耗并发数据帧编码系统，其包括：数据帧划分单元：根据并发设备数目k将长数据帧动态划分为短的数据帧；编码单元：使用喷泉码对划分所得的多个数据帧进行编码。本发明的并发数据帧编码方法及系统，使得多个无线设备无需集中式地控制和协商，优化了信道利用率，优化了网络吞吐率。

技术领域

本发明属于电力物联网领域，具体地说是一种面向电力物联网控制的低功耗并发数据帧编码方法及系统。

背景技术

在多个无线设备中，任意无线设备均在其他设备的干扰范围之中，多个发送设备(发送端)同时向一个或者多个接收设备(接收端)传输数据的情形被称为并发传输。在多种异构网络共存的情况下，针对多无线设备并发传输时，由于潜在的信道竞争和数据包冲突，现有协议的信道访问效率低。

在电力物联网中，WiFi网络，移动网络、无线Ad-Hoc网络(传感器网络、Mesh网络)被广泛的应用，随着无线设备数量的快速增长和数据服务种类的增多，多个无线设备需要同时传输数据的情况几乎无处不在，由于频谱资源有限，可靠的并发传输技术可有效的提升信道使用效率。

在并发传输过程中，若发送端都使用最大数据帧封装网络数据，往往会极大的增加数据帧碰撞的可能，从而降低并发传输的效率。

发明内容

为解决上述现有技术存在的缺陷，本发明提供一种面向电力物联网控制的低功耗并发数据帧编码方法，可用于提高无线网络并发传输的信道访问效率。

本发明采用如下的技术方案：电力物联网低功耗并发数据帧编码方法，其包括：

1)根据并发设备数目k将长数据帧动态划分为短的数据帧，以优化信道利用率；

2)使用喷泉码(Fountain Coding)对划分所得的多个数据帧进行编码，以优化网络吞吐率。

低功耗是指本发明低功耗并发数据帧编码方法的算法复杂度比较低，适合在低功耗的MCU上运行。

作为上述技术方案的补充，设相邻数据帧之间的最大时间间隔为T，数据帧最大长度为F，并行传输效率参数为p，长数据帧的划分方法如下：

1)根据信道状态计算最优的数据帧长度lp：

2)根据最优的数据帧长度对长度为L数据帧划分成n个连续等长的短数据帧，其中n为：

若L不能被lp整除，则最后一个数据帧的末尾用0字节填充，划分得到的短数据帧被称为原始短数据帧。

当接收端接收到n个原始短数据帧时，它可以成功恢复原始数据。