[发明专利]一种面向配电网的实时可靠中继部署方法

权利要求书

1.一种面向配电网的实时可靠中继部署方法，通信节点由网关节点、传感器节点和候选节点构成，用于部署所述通信节点的位置包括网关节点部署位置、n个传感器节点部署位置和m个候选节点部署位置，所述网关节点集合为｛g}，所述传感器节点集合为S＝｛s₁，s₂，…，s_n}，所述候选节点集合为C＝｛c₁，c₂，…，c_m}；其特征在于，包括以下步骤：

步骤A，设上一轮部署通信节点为w，记通信节点w的双亲节点为p(w)，从网关节点到上一轮部署通信节点w的跳数为κ(w)，已部署中继节点集合为R，记录还原点A；使用估测通信网络内通信节点的通信半径的方法估测所有通信节点的通信半径，构建通信拓扑图G＝(V，E)，其中，V为通信节点集合，E为边集合；

步骤B，更新上一轮部署通信节点w以部署中继节点，构造上一轮部署通信节点w在通信拓扑图G中的所有邻居通信节点形成集合N_G(w)，逐一实测上一轮部署通信节点w与集合N_G(w)∩S中的任一传感器节点s之间的收包率Ψ(s，w)，设信道质量约束为θ，与上一轮部署通信节点w之间的收包率Ψ(s，w)≥θ的传感器节点为第一传感器节点，从集合S中删除第一传感器节点并更新集合S；

遍历集合Ω＝N_G(w)\(R∪S)中的每一通信节点u，以获取每一通信节点u所能有效连接的传感器节点集合Υ(u)为

{Υ(u)|s∈S，h(p_G(s，u))+κ(w)+1≤δ}                 (1)

式中，p_G(s，u)表示通信拓扑图G中从传感器节点s到通信节点u的最短路径；

记录还原点B；

步骤C，若或集合Ω中任一通信节点u所能有效连接的传感器节点集合则还原至还原点A，并重新执行步骤B；若且集合Ω中所有通信节点u所能有效连接的传感器节点集合则赋权Υ(u)中每个非空的通信节点u的权值为

式中，T_G(u，Υ(u))表示通信拓扑图G中一棵从通信节点u到通信节点u对应的Υ(u)中所有传感器节点的最短路径树，|x|表示路径树x上的通信节点个数；

在集合Ω中的所有的通信节点对应的权值ω(u)中，设权值ω(u)最小的通信节点对应于中继节点t的部署位置，实测中继节点t与上一轮部署通信节点w之间的收包率Ψ(t，w)，使用估测通信网络内通信节点的通信半径的方法重新估测所有通信节点的通信半径；

若Ψ(t，w)≥θ，则通信网络中成功部署一个新的中继节点t，更新w＝t，p(t)＝w，κ(t)＝κ(w)+1，R＝R∪{t}；若Ψ(t，w)＜θ，则Ω＝Ω\{t}，并还原至还原点B，并重新执行步骤C；

还包括设置在所述步骤C后的步骤D，所述步骤D包括：在所述集合时，每成功部署一个中继节点后，重复执行所述步骤B至步骤C过程，直至所述集合

所述估测通信网络内通信节点的通信半径的方法，包括以下步骤：

步骤1，获取所述通信节点的初始通信半径r、传感器节点跳数约束δ和信道质量约束θ；所有能够测量收包率的通信节点组成集合所有不能够测量收包率的通信节点组成集合

步骤2，获取能够测量收包率的通信节点对应的通信半径，包括以下分步骤，

分步骤2a，取集合内的一个通信节点，记为通信节点u，生成对应于通信节点u的最大通信半径集合

分步骤2b，再取集合内另一通信节点，记为通信节点v，根据通信节点u和通信节点v之间的实测收包率Ψ(u，v)，以及通信节点u的位置信息、通信节点u的位置信息获得通信节点u和通信节点v之间路径损耗因数a；

计得最小信噪比

式中，ρ为数据率，B_N为噪声带宽，l为数据报长度，函数Q^-1(x)为函数Q(x)的反函数，θ为信道质量约束；

计得通信节点u经通信节点v后的最大通信半径

式中，p为发射功率，PL为参考距离平均路径损耗，P_n为噪声基底，d₀为参考距离，γ_min(u，v)为通信节点u和通信节点v之间最小信噪比，a为通信节点u和通信节点v之间路径损耗因数；

更新R_u＝R_u∪{d_max(u，v)}；

分步骤2c，重复执行分步骤2b，以获得通信节点u与集合内所有其他通信节点之间的最大通信半径集合R_u，则通信节点u的通信半径r_u＝minR_u；

步骤3，重复执行步骤2，以获得集合中任一元素对应的通信节点的通信半径；

步骤4，集合中任一元素对应的通信节点的通信半径置为该通信节点距集合中最近的通信节点所对应的通信半径。