[发明专利]电力物联网低功耗并发传输节点数目估计方法及系统

说明书

本发明公开了一种电力物联网低功耗并发传输节点数目估计方法及系统。在并发传输过程中，若发送端可以在传输数据帧之前准确预测到并发传输节点的数目，便可有效地调整数据帧的大小来优化并发传输的效率。本发明的电力物联网低功耗并发传输节点数目估计方法，其包括：1)将接收信号强度序列分段，形成多个RSSI段；2)根据空间特征对RSSI段进行聚类，类的数目作为并发传输节点数目的初步估计；3)在每一类中，根据时间特征修正初步估计的并发传输节点数目。本发明实现了分布式电力物联网的并发传输节点数目的估计，可用于提高无线网络并发传输的信道使用效率。

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传输节点数目估计方法及系统。

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，针对多个无线设备并发传输时，有效的估计并发传输节点的数目，可有效的优化信道利用效率。

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，若发送端可以在传输数据帧之前准确预测到并发传输节点的数目，便可有效地调整数据帧的大小来优化并发传输的效率。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种分布式电力物联网并发传输节点数目估计方法，其通过短时间的接收信号强度序列的时间和空间特征判断并发传输节点数目，无需多个无线设备集中式地控制和协商，便可有效地估计并发传输节点的数目，以优化信道利用效率。

为此，本发明采用如下的技术方案：电力物联网低功耗并发传输节点数目估计方法，其包括：

1)将接收信号强度序列(RSSI)分段，形成多个RSSI段；

2)根据空间特征对RSSI段进行聚类，类的数目作为并发传输节点数目的初步估计；

3)在每一类中，根据时间特征修正初步估计的并发传输节点数目。

本发明通过短时间的接收信号强度(RSSI)序列的时间和空间特征来判断并发传输节点数目。空间特征是指接收到的信号强度，不同的发送端的信号强度期望上不同的。时间特征是指数据的最大长度是受限的，如果接收到的连续信号时间超过了最大长度，那么有可能是多个发送端导致的。

低功耗是指本发明并发传输节点数目估计方法的算法复杂度比较低，适合在低功耗的MCU上运行，同时只需要采集信号强度信息，适用于多数低功耗Radio。

分布式是指，在分布式网络里，不需要节点之间交互任何信息，全都是通过本地信息完成。

作为上述技术方案的补充，设接收信号强度序列中有n个采样点{s₁,s₂,s₃,…,s_n}，进行接收信号强度序列分段；

对一个RSSI段，用它的起始的采样点索引G和终止的采样点索引E表示；对于一个起始点，它与前一个采样点的信号强度的不同会大于一个阈值；同理对于一个终止点，它与后一个采样点的信号强度的不同也会大于一个阈值；设有w个RSSI段，起始点和终止点的集合由下面的公式得到：